Разработка состава и технологии плавленого сырного продукта, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.04, кандидат наук Лотыш Наталья Степановна

• Лотыш Наталья Степановна
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Лотыш Наталья Степановна

Введение

1. Обзор литературы

1.1. Плавленые сыры и плавленые сырные продукты

1.2. Влияние жирнокислотного состава жиров на здоровье человека

1.2.1. Характеристика жировых компонентов

1.3.Перспективы использования заменителей молочного жира в производстве плавленых сырных продуктах

1.3.1.Пищевая и биологическая ценность заменителей молочного жира

1.4. Мониторинг рыбы

1.4.1. Виды промысловых рыб

1.4.2. Пищевая и биологическая ценность рыбы

1.5. Характеристика сырья для производства плавленых сыров и плавленых сырных продуктов

1.6. Процесс производства плавленых сыров и плавленых сырных продуктов

1.7. Заключение по литературному обзору, цели и задачи исследований

2. Методика постановки эксперимента. Объекты и методы исследований

2.1. Организация работы и схема проведения исследований

2.2. Объекты и методы исследований

3. Результаты исследований и их анализ

3.1. Подбор заменителей молочного жира

3.2. Подбор рыбных добавок

3.3 Установление технологических параметров производства плавленого сырного продукта

3.4 Исследование структурно-механических свойств и микроструктуры продукта

3.5 Исследование жирнокислотного состава и расчет биологической ценности липидной составляющей продукта

3.6 Установление сроков годности

3.7 Разработка проекта технической документации на промышленное производство плавленого сырного продукта с рыбными добавками

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка состава и технологии плавленого сырного продукта, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Современное мировое сообщество испытывает глобальный продовольственный кризис из-за недостаточных объемов производства пищевогои других видов сырья, а также вследствие ухудшения его химического состава и лечебно-профилактических свойств.

Здоровье современного человека определяется структурой питания. Нарушение структуры питания - главный фактор, наносящий непоправимый и более сильный, чем экологическая загрязненность, урон нашему здоровью. Поэтому наукой принята концепция оптимального (здорового) питания. Основные ее принципы: повышение биологической ценности, сбалансированность состава.

Плавленые сырные продукты являются концентрированными белковыми продуктами. Биологическая ценность их связана с содержанием высокоусвояемых белка и жира.

В последние годы возрос спрос на молочные продукты на рынках ЕС, США,России, Мексики, Северной Америки, Ближнего Востока, стран Тихоокеанского региона. Среди основных причин увеличения спроса - продолжающийся рост населения, повышение среднедушевых доходов. Надо отметить, что представители так называемого среднего класса стали ориентироваться на молочные продукты глубокой переработки.

Согласно прогнозапроизводство молока в период 2007-2017 г. в мире вырастет на 142 млн. т, в среднегодовом выражении - на 1,8%.

Производители молока ожидают высоких цен на сырое молоко, но одновременно столкнуться с высокими ценами на землю, молочный скот и корма. Пастбищная система производства сырого молока будет развиваться более высокими темпами, чем производство, ориентированное на корма.

Большая часть дополнительно произведенного в мире молока будет переработана на молочные продукты. На внутреннем рынке в развитых странах будет доминировать свежее питьевое молокои свежие молочные продукты. Ожидается,

что мировое производство молока вырастет на 30% по сравнению со средним уровнем 2005-2006 г.

Рост потребления молочных продуктов в ближайшее десятилетие ожидается на уровне 20-40%, поскольку основными движущими силами будут рациональное питание и забота о здоровье.

Выбор оптимального ассортимента позволяет увеличить выпуск продукции повышенной пищевой и биологической ценности, улучшить ее качество, внедрить новую технику, технологию, повысить эффективность производства рационально используя сырьевые ресурсы. [1]

Доказано, что правильное питание обеспечивает рост и развитие детей, способствует профилактике заболеваний, повышению работоспособности и продлению жизни людей.В настоящее время во всех развитых странах мира вопросы здорового питания возведены в ранг государственной политики.

Сформировалось новое направление науки о питании - концепция функционального питания, которая включает разработку теоретических основ, производства, реализации и потребления функциональных продуктов. Сектор функциональных продуктов имеет первостепенное значение - это наиболее удобная, естественная форма внесения и обогащения организма человека витаминами, минеральными веществами, микроэлементами и другими компонентами.

Выделены основные виды функциональныхингредиентов, придающих продуктам питания функциональные свойства:

• Пищевые волокна (растворимые, нерастворимые)

• Витамины (А, группы В, Д и т.д )

• Минеральные вещества (т.к. кальций, железо)

• Полиненасыщенные жиры (растительные жиры, рыбий жир, омега-3 -жирные кислоты)

• Антиоксиданты: бета-каротин и витамины (аскорбиновая кислота -витамин С и альфа-токоферол - витамин Е)

• Олигосахариды (как субстрат для полезных бактерий)

• Группа, включающая микроэлементы, лактобактерии, бифидобакте-рии и др.

Создание функциональных продуктов питания целесообразно осуществлять на базе традиционных продуктов, пользующихся массовым спросом, к таким продуктам относятся и плавленые сыры. Ученые и специалисты разрабатывают и внедряют в производство новые виды плавленых сыров и плавленых сырных продуктов с добавлением различных функциональных ингредиентов.

Таким образом, актуальным представляется разработка плавленых сырных продуктов с регулируемым жирнокислотным составом с рыбными добавками.

Степень разработанности темы. Функциональные продукты - важный элемент сбалансированного здорового питания. Функциональные продукты играют большую роль в оптимизации рационов питания населения, как средства предупреждения, ранней коррекции и профилактики различных заболеваний.

В настоящее время большое внимание уделяют ученые разработке технологий молочных продуктов функционального питания среди них такие отечественные ученые как: И.А. Рогов, Н.Н. Липатов (ст), Н.Н. Липатов (мл), В.А. Тутельян, В.Д. Харитонов, З.С. Зобкова, А.Г. Храмцов, Л.А. Остроумов, А.А. Покровский, Н.И. Дунченко, В.И. Ганина, Н.А. Тихомирова, Н.Б. Гаврилова и многие другие.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы являлась разработка состава и технологии плавленых сырных продуктов, обогащенных полиненасыщенными жирными кислотами. Для достижения поставленной цели определены следующие задачи исследований:

• изучить влияние вида и дозы заменителей молочного жира на показатели качества плавленых сырных продуктов;

• исследовать влияние вида и дозы рыбных добавок на потребительские свойства плавленых сырных продуктов;

• определить отличительные особенности технологического процесса плавленого сырного продукта от существующей технологии плавленых сыров;

• исследовать влияние заменителей молочного жира (далее по тексту ЗМЖ) и рыбных добавок на консистенцию и микроструктуру продукта;

• определить жирнокислотный состав и рассчитать биологическую ценность липидной составляющей продукта;

• обосновать сроки годности продукта;

• разработать проект технической документации на плавленый сырный продукт, обогащенный полиненасыщенными жирными кислотами.

Научная новизна работы. Обоснованвыборзаменителя молочного жираи морской рыбыв производстве плавленых сырных продуктов, соответствующих принципам здорового питания по жирнокислотному составу.

Обосновано влияние компонентного состава (доза заменителя молочного жира, доза рыбных добавок, отношение влаги к сухим обезжиренным веществам) на формирование плавленого сырного продукта.

Установлено наиболее рациональное соотношение заменителя молочного жира, рыбных добавок и молочного жира, обеспечивающее формирование вкусового букета и желаемого жирнокислотного состава.

Установленабиологическая ценность липидной составляющей и показатели качества плавленых сырных продуктов с рыбными добавками.

Практическая значимость работы.В результате теоретических и экспери-ментальныхисследований разработана технология плавленого сырного продукта.

Разработанпроект технических условий и технологической инструкциина производствопродукта «Закуска с семгой».

Профилактическая направленность, органолептические, физико-химические и микробиологические показатели, безопасность для потребителя, низкая себестоимость продукта, являлись основными критериями при разработке нового продукта.

Проведена промышленная апробация разработанной технологии нового плавленого сырного продуктас рыбными добавками в условиях молочного пред-

приятия ЗАО ПХ "Красноозерное"Приозерский молочный завод, Ленинградской области и подтверждена возможность её практической реализации для массового потребления.

Основные положения, выносимые на защиту:

-научно-обоснованный выбор заменителей молочного жира и морской рыбы, используемых в качестве источника обогащения плавленого сырного продукта полиненасыщенными жирными кислотами;

- обоснование результатов влияния заменителя молочного жира и морской рыбы на потребительские свойства и хранимоспособность плавленого сырного продукта;

- обоснование жирнокислотного состава и биологической ценности липид-ной составляющей плавленого сырного продукта, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами.

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований обсуждались и докладывались на конференциях различного уровня, в том числена: Международной научно-практической конференции "Наука и образование в жизни современного обш,ества",29.11.2013 г, г. Тамбов;Ш Всероссийском конгрессе молодых ученых в г.Санкт-Петербург,08.04.2014 г; Международной заочной научно-практической конференции "Наука, образование, общество: проблемы и перспективы развития",г. Тамбов, 28.02.2014 г. ;XLIVнаучно-методической конференции Университета ИТМО, 04.02.2015г.; !УВсероссийском конгрессе молодых ученых, 7-10.04.2015 г.

Публикации.По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 4 в научных журналах и изданиях, определенных ВАК и 1 в журнале базы Scopus.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора научно-технической литературы, характеристики объектов и методов исследования, результатов исследований и их анализа, выводов, списка источников использованной литературы и приложения. Содержание работы изложено на 125 страницах машинописного текста, включает 28 таблиц, 16 рисунков и приложения. Библиография содержит 120 источников, в том числе 15 зарубежных авторов.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Плавленые сыры и плавленые сырные продукты

В настоящее время молочная отрасль вырабатывает ассортимент молочной продукции, сопоставимый с развитыми странами. В ассортименте лидируют кисломолочные продукты, но отстает ассортимент сыров, а такжеряд функциональных продуктов. За период перестройки мы фактически потеряли производство ка-зеината натрия, сухого молочного сахара, медленно решаются проблемы по переработке сыворотки, производству заменителя цельного молока.

Все негативные тенденции усугубляются падением производствамолока и его низкой экологичностью. Поэтому, учет всех факторов развития молочной промышленности позволяет более обоснованно подходить к формированию приоритетов дальнейшего развития технологий в молочной отрасли. В этой области происходят существенные сдвиги: созданы две технологические платформы -"Здоровое питание " и "БиоТех 2030" , в которых сформулированы основные направления развития биотехнологий. Биотехнология в молочной промышленности имеет определяющее значение. На рисунке 1.1.1 представлена схема приоритетного развития биотетехнологий.[1]

приоритетные направления развития биотехнологии

А

функциональные продукты, ■ Пищевые ингредиенты,

включая лечебные В включая витамины и профилактические и детские Щ функциональные смеси

пищевой И ферментные I пребиотики, ■ муб°кая

белок I препараты I пробиотики, I переработка

пищевого сырья

^И 1инбиотики ^Ш

Рисунок 1.1.1-Приоритетные направления развития биотехнологии Для сыродельной отрасли в последнеедесятилетие в условиях острого дефицита молочного сырья создание эффективных ресурсосберегающих технологий

плавленых сыров является очень актуальной задачей. Ее решение предполагает два основных направления:

- использование вторичного молочного сырья;

- привлечение в производство сыров новых источников немолочного сырья.

Привлечение в отрасль сырья немолочного происхождения - в основном

растительных белков и жиров - послужило основой разработки технологии плавленых сыров комбинированного состава, которые в соответствии с действующей терминологией называются плавлеными сырными продуктами.

Плавленые сырные продукты являются концентрированными белковыми продуктами.Биологическая ценность их связана с содержанием сбалансированного высокоусвояемого белка и жира.

Состав плавленых сыров отличается, как правило, повышенным содержанием влаги в сравнении с натуральными сырами. В связи сэтим энергетическая ценность их несколько ниже, чем у натуральных, но сдругой стороны, повышается усвояемость всех основных компонентов плавленого сыра. Белки плавленых сыров усваиваются организмом на 100%[6].

Плавленые сырные продуктыявляются прекрасным источникомхорошо усвояемых жиров, играющих важную энергетическую, пластическую, защитную и регуляторную роль в организме.В отличие от твердых сыров они не содержат хо-лестерина.Биологическая ценность жиров плавленых сырных продуктов заключается в наличии в них полиненасыщенных жирных кислот, которые не синтезируются в организме человека.

При их недостатке в пище человека нарушается процесс обмена веществ. Жир в плавленых сырахнаходится в виде эмульсии с размером жировых шариков до 2 мкм. Таким образом, плавленый сыр обладает повышенной дисперсностью жира и поэтому жировая фракция сыра легко усваивается.

Плавленый сыр и сырный продукт особенно полезен при нарушении мета-болизма,для больных, страдающих сахарным диабетом, подагрой и желудочно-кишечными расстройствами.

Большинство плавленых сыров содержат небольшое количество лактозы, так как в рецептуры включается 1-5 % сухого молока, однако отдельные виды сыров могут не содержать молочного сахара. Из минеральных веществ плавленого сыра наиболее ценными являются кальций и фосфор, которые находятся в соотношении!: 1, близком к оптимальному (1:1,5).

В натуральных сырах содержание кальция превышает содержание фосфора, поэтому эти компоненты усваиваются хуже, чем в плавленом сыре.

Плавленые сыры содержат все необходимые в питании микроэлементы: цинк, медь, марганец, йод и кобальт. Из витаминов в наибольшей степени в плавленых сырах представлены витамины В2 и А.

Нужно отметить, что технология плавленых сыров позволяет легко регулировать их состав введением соответствующих добавок, что облегчает получение продукта с заданными свойствами и составом. Добавлением концентрата сывороточных белков легко регулировать аминокислотный состав сыра, введением растительных жиров можно получить оптимальное соотношение жирных кислот, внося различные витаминосодержащие продукты и продукты, богатые микроэлементами, можно регулировать состав витаминов и микроэлементов.

В последние годы плавленые сыры и плавленые сырные продукты пользуются большой популярностью у всех слоев населения России, ониявляются привычными продуктами для российского рынка. Более низкая цена и улучшенные функциональные характеристики в сравнении с плавлеными сырами традиционного состава определяют высокий спрос на эти продукты.Производство их обусловлено:

1. Простотой производства, т.к. вырабатывают их из натуральных сыров с добавление солей-плавителей, молочных продуктов, растительных жиров, вкусовых наполнителей, специй, пряностей;

2. Относительной дешевизной компонентов (сыр с различными пороками, незрелая сырная масса);

3. Возможностью выпуска широкого ассортимента плавленых сырных продуктов за счет различных комбинаций составляющих.

Гамма вырабатываемых плавленых сыров, их состав, органолептические показатели весьма разнообразны. В производстве таких продуктов кроме молочного сырья используются морепродукты, фрукты, ягоды, растительное сырье и другое.

Плавленые сырные продукты относятся к молокосодержащимпродуктам при производстве которых в соответствии с ТРТС 033/2013,предусматривается замена до 50% молочного жира исключительно заменителями молочного жира растительного происхождения. Это обусловлено тем, что более дешевые растительные масла (подсолнечное, соевое, пальмовое, кокосовое, пальмоядровое) неудовлетворительно сочетаются с молочным жиром, как по вкусовым характеристикам, так и по физико-химическим свойствам, что приводит к снижению качества готового продукта.

Кроме того, природные растительные масла,как и молочный жир, не обладают сбалансированным жирнокислотным составом и по своему составу, свойствам и биологической ценности не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к жирам наукой о питании.

В связи с указанными причинами наиболее целесообразным является использование в рецептурах многокомпонентных специальных композиций - заменителей молочного жира.

В последнее время проведены работы по изучению и созданию плавленых сыров и сырных продуктов с различными добавками. Главная цель внесения добавок в плавленые сыры состоит в расширении ассортимента и обогащении функциональными продуктами, с целью повышения пищевой ценности плавленого сыра.Разработаны плавленые сыры и сырные продукты, обогащенные кальцием, биологически активными добавками (зеленый чай, ферментированная сливочная биодобавка и др). Широко представлены плавленые сыры с использованием овощного сырья (тыква, морковь, кабачки, свекла, картофель, баклажаны), а также овощных паст (тыквенно-масляная, белково-томатно-масляная). Все большую популярность приобретает обогащение продуктов пищевыми волокнами и соевыми продуктами.

Нами проведены работы по изучению и разработке плавленого сырного продукта с регулируемым жирнокислотным составом с рыбными добавками с целью получения продукта со сбалансированным жирнокислотным составом, обогащенным йодом и селеном, которые вносят в продукт с рыбными добавками.

1.2 Влияние жирнокислотного состава жиров на здоровьечеловека

Жиры относятся к основным пищевым веществам и являются обязательным компонентом в сбалансированном питании. Жиры являются не только поставщиком энергии, ноикроме того, служат источником ряда незаменимых, для организма человека, биологически активных веществ, таких как полиненасыщенные жирные кислоты, жирорастворимые витамины, фосфатиды, стерины и др. Они являются также составными частями клетки, играющими важную роль в построении мембраны, влияют на интенсивность метаболизма белков и углеводов.

Имеются данные о том, что липиды участвуют в передаче нервных импульсов, несут в себе генетическую информацию, участвуют в связывании ферментов с внутриклеточными структурами. Наряду с этим литературные данные свидетельствуют и о влиянии липидов на функцию коры надпочечников.

Биологическая, физиологическая и пищевая эффективность липидов определяется, с одной стороны структурными характеристиками жирных кислот, с другой - их соотношением между собой и содержанием в жирах липокомпонен-тов[21,22,23].

Особая роль в составе жира принадлежит эссенциальным полиненасыщенным жирным кислотам - это необходимые для поддержания здоровья жирные кислоты, которые не могут быть выработаны организмом (они и называются незаменимыми или эссенциальными жирными кислотами). В составе эссенциальных жирных кислот различают 5 полиненасыщенных-линолевую, линоленовую, ара-хидоновую, эйкозапентаеновую и докозагексаеновую. Количество эссенциаль-

ныхжирных кислот в организме напрямую зависит от того, сколько жиров и масел съедает человек. Жирные кислоты - это основные строительные блоки не только в жирах, содержащихся в тканях человека, но и находящихся в пищевых продуктах. Они являются важным источником энергии для любого организма. Эссенци-альные жирные кислоты занимают большую часть в составе защитной оболочки или мембраны, окружающей любую клетку.

Существует два главных класса полиненасыщенных жирных кислот - оме-га-6 (ю6) класс и омега-3 (ю3) и один главный класс мононенасыщенных жирных кислот - омега-9 (ш9). Различием между этими группами является положение двойной связи. В ю3 -кислотах первая двойная связь находится у 3 атома углерода от метильного конца молекулы; в ю6-кислотах - у 6 атома углерода и т. д.

К омега-3-жирным кислотам относятся а-линоленовая, эйкозапентаеновая кислота и докозагексаеновая кислота, которые присутствуют в основном в рыбе, а также в небольших количествах могут синтезироваться в организме из а -линоленовой кислоты. Низкий уровень ш3-кислот в питании может вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Они совершенно необходимы для развития и нормальное функционирование глаз и мозга. Эти вещества помогают также справиться с воспалительными процессами, например, с артритом, способствуют уменьшению содержания триглицеридов в крови, которые связаны напрямую с заболеваниями сердца и инсультом.

Незаменимаяю6 - кислота-линолевая, которой много в растительных маслах. В организме линолевая кислота может превращаться в у - линоленовую кислоту. Баланс жирных кислот классов омега-6 и омега-3 играет ключевую роль в полноценном метаболизме простагландинов. Простагландины и относящиеся к ним компоненты представляют собой гормоноподобные молекулы, получаемые из жирных кислот, структурная цепочка которых включает 20 молекул углерода и содержит 3, 4 или 5 двойных связей. Линолевая и линоленовая кислоты могут быть преобразованы в простагландины путем добавления двух молекул углерода и удаления молекул водорода (при необходимости).

Мононенасыщенные жиры содержат ненасыщенные жирные кислоты с одной двойной связью (ш9). Наиболее важной мононенасыщенной жирной кислотой в питании является олеиновая кислота. Она имеет цепочку из восемнадцати атомов углерода с одной двойной связью между девятым и десятым атомами углерода.

Согласно данным исследователей Гарвардского университета (США), при потреблении масел с омега-3 жирными кислотами значительно повышается сопротивляемость организма воспалительным процессам и регуляция свертывания крови. Улучшение состояния сердечно-сосудистой системы в результате потребления омега-3-жирных кислот, вероятно, происходит за счет снижения образования атеросклеротических бляшек и увеличения активных компонентов, обладающих противовоспалительными свойствами. Вследствие того, что омега-3 изменяет баланс сложных соединений, обладающих противовоспалительным действием, в направлении их более мягкого воздействия, исследователи полагают, что у больных ревматоидным артритом, принимающих биологически активные добавки с омега-3, отмечается снижение болевого синдрома при воспалении в суставах. [26].

Незаменимые высоконепредельные полиненасыщенные жирные кислоты по своим биологическим свойствам относятся к жизненно необходимым веществам для нормального развития и функционирования организма человека. Они участвуют в качестве структурных компонентов в образовании клеточных мембран, миелиновых оболочек, соединительной и нервной тканей.

В настоящее время имеются многочисленные данные клинических и экспериментальных исследований о влиянии полиненасыщенных жирных кислот на проявление аллергической реактивности. Также установлена связь ненасыщенных жирных кислот с обменом витаминов группы В, особенно пиридоксином и тиамином. Имеются данные о стимулирующей роли ненасыщенных жирных кислот в отношении защитных механизмов организма, в частности, в повышении устойчивости к инфекционным заболеваниям и действию радиации [24].

При отсутствии эссенциальных кислот прекращается рост организма, воз-

никают тяжёлые заболевания. К дефициту полиненасыщенных жирных кислот наиболее чувствителен растущий организм, так как он в большей мере нуждается в пластическом материале для синтеза фосфолипидов. Установлена связь полиненасыщенных жирных кислот с обменом холестерина. Полиненасыщенные жирные кислоты в составе клеточных мембран этерифицируют холестерин, входя в состав фосфолипидов, которые образуют с белком липопротеиды. Эссенциальные кислоты при достаточном их количестве образуют с холестерином сложные эфи-ры, которые при обмене веществ окисляются до низкомолекулярных веществ и легко выводятся из организма [23].

Но необходимо помнить, что холестерин - такое же необходимое для жизни вещество, как вода, глюкоза, белки. В организме человека постоянно должно присутствовать необходимое количество холестерина, так как холестерин является предшественником биосинтеза витамина Д, ряда гормонов, принимает участие в обмене желчных кислот.

Особенно необходим холестерин организму в молодом возрасте для выработки соответствующего иммунитета, предохраняющего человека от сердечнососудистых заболеваний в последующие периоды жизни.

Вместе с тем, если в рационе питания человека холестеринаслишком много, он образует с насыщенными кислотами сложные эфиры, очень трудно окисляющиеся при обмене веществ. Вследствие химической стойкости они накапливаются в крови и откладываются, в частности, на стенках артерий при этом развивается атеросклероз, что может привести к инфаркту и инсульту, импотенции, гипертонии. Если холестерина мало (изучением этого вопроса врачи занимались специально), возможны психические нарушения, снижается иммунитет, повышается риск развития онкологических заболеваний. В крови человека отношение между фосфолипидами и холестерином примерно 1:1. В организме человека образуется 80 % холестерина, 20 % поступает с пищей. Суточное его потребление с пищей не должно превышать 0,5 г.

Еще одним важным биологическим свойством ненасыщенных жирных кислот является нормализующее действие на стенки кровеносных сосудов, повыше-

ние их эластичности и снижение проницаемости. Введение достаточных количеств ненасыщенных жирных кислот оказывает, таким образом, профилактическое действие в отношении изменений, связанных с развитием атеросклероза, профилактики инфаркта миокарда и других нарушений сердечно-сосудистой системы. Полиненасыщенные жирные кислоты также обладают противораковым и антиаллергенным свойствами [23].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лотыш Наталья Степановна, 2015 год

ля источник

1 2 3 4

Органолепти- Опытный, ГОСТ 26809-86. Молоко и молочные про- 50,11,12,

ческие контроль- дукты. Правила приемки, методы отбора и 13

показатели ный подготовка проб к анализу ГОСТ 3622-68. Молоко и молочные продукты. Отбор проб и подготовка их к ис-пытаниюГОСТ 7631. Рыба, нерыбные объекты и продукция из них. Методы определения органолептических и физически показателей. ГОСТ 31648-2012. Заменители молочного жира. Технические условия

1 2 3 4

Массовая доля общего жира Опытный , контрольный Молоко и молочные продукты. Методы определения жира ГОСТ5867-90 48

Массовая доля влаги Опытный, контрольный Методы определения влаги и сухого вещества ГОСТ3626-73. 51

КМАФАнМ Опытный , контрольный ГОСТ Р 53430-2009 методом посева на питательную среду по ГОСТ 17206-96 49,51

Количество дрожжей и плесневых грибов Опытный , контрольный По ГОСТ Р10444.12-88 посевом на среду по ТУ9291-156-00008064- 97 61

БГКП Опытный , контрольный По ГОСТ Р53430-2009 методом предельных разведений в среду Кесслерпо ТУ9291-155-00008064-9 49

Патогенные микроорганизмы Опытный , контрольный Молоко и молочные продукты. Методы определения Staphylococcusaureus [Текст]: ГОСТ Р 52814-2007 46

Жирнокис- лотный состав Опытный , контрольный Методом газовой хроматографии массовых долейметиловых эфиров жирных кислот к их сумме по ГОСТ Р31663-2012 с подготовкой пробы по ГОСТ Р 31979-2012 45

Предельное напряжение сдвига Опытный , контрольный Методом исследования структурно-механических свойств полутвердых и твердых продуктов путем определения сопротивления продукта проникновению в него инденторов. Определение проводились на пенетрометре ПМДП 42

Максимальная глубина погружения Опытный , контрольный Методом исследования структурно-механических свойств полутвердых и твердых продуктов путем определения сопротивления продукта проникновению в него инденторов. Определение проводились на пенетрометре ПМДП 42

Микроструктура Опытный , контрольный Электронная микроскопия на микроскопе AxilabA1

Биологической ценности липидной составляющей Опытный Расчетным методом согласно Учебно-методическому пособию "Проектирование состава многокомпонентных пищевых продуктов. Часть 1" 18

Целью настоящей работы являлась разработка технологии плавленых сырных продуктов, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами. Для осуществления поставленной цели определены следующие задачи исследований:

• изучить влияние вида и дозы заменителей молочного жира на показатели качества плавленых сырных продуктов;

• исследовать влияние вида и дозы рыбных добавок на показатели качества свойства плавленых сырных продуктов;

• определить отличительные особенности технологического процесса плавленого сырного продукта от существующей технологии плавленых сыров;

• исследовать влияние ЗМЖ и рыбных добавок на консистенцию и микроструктуру продукта;

• определить жирнокислотный состав и рассчитать биологическую ценность липидной составляющей продукта;

• обосновать сроки годности продукта;

• разработать проект технической документации на производство плавленого сырного продукта, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами.

Общая схема проведения исследований представлена на рисунке 2.1. Условные обозначения к рисунку 2.1:

1 - органолептические показатели; 2 - массовая доля влаги, %;3 - массовая доля сухих веществ, %; 4 - активная кислотность, рН; 5 -массовая доля жира в сухом веществе, %; 6 - бактерии группы кишечной палочки, г; 7 - КМАФАнМ, КОЕ/г; 8 - дрожжи, КОЕ/г; 9 - плесени , КОЕ/г; 10 - патогенные микроорганизмы в том числе сальмонеллы, г; 11 - жирнокислотный состав; 12 - предельное напряжение сдвига, Па; 13 - максимальная глубина погружения; 14 - микроструктура; 15 -биологическая ценность липидной составляющей продукта; 16--температура обработки смеси; 17-продолжительностьплавления; 18- скорость вращениямешалки; 19-скорость вращения ножей.

Теоретический этап исследований

Подбор, анализ и систематизация научно-технической и патентной литературы

Г

Постановка цели и задач исследования

Экспериментальный этап исследований

Выбор методов исследований

Этапы исследований

Изучаемые факторы

т

Подбор заменителей молочного жира

Подбор рыбных добавок

Установление технологических пара-

Влияниевида и дозы заменителей молочного жира на показатели качества плавленых сырных продуктов

Влияниевида и дозы рыбных добавок на показатели качества плавленых сырных продуктов

метров производства плавленыхсыр-

ж. Способ внесения ЗМЖ и рыбных добавок

ных продуктов

Исследование структурно-механических свойств и микроструктуры продукта

Исследования жирнокислотного состава и расчет биологической ценности ли-пидной составляющей продукта

Влияние ЗМЖ и рыбных добавок на консистенцию и микроструктуру продукта

Содержания насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, биологическая ценность ли-пидной составляющей

Установление сроков годности

Изменение показателей качества в процессе хранения

Контролируемые параметры

1

1, 2, 3, 4, 5

1, 2,3, 4, 5,6

1, 2, 3, 4, 5, 6,16, 17,18,19

1,12,13,14

11, 15

1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10

Разработка проекта технической документации на промышленное производство плавленых сырных продуктов

4

Рис 2.1.1- Общая схема проведения исследований

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ ПЛАВЛЕНОГО СЫРНОГО ПРОДУКТА. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Подбор заменителей молочного жира

Регулирование жирнокислотногосоставасырных продуктов заключается в замещении молочного жирапродукта заменителями молочного жира, предназначение котороговегофункциональности. Согласно поправкам, принятым к N88-ФЗзамена молочного жира заменителями молочного жира должна быть не более 50% от жировой фазы.

Приразработке рецептур плавленых сырных продуктов с регулируемым жирнокислотным составом основная задача приблизить соотношение ненасыщенных жирных кислотвпродукте к рекомендованным соотношениям НИИпита-ния.

На основании литературного обзора и по рекомендации производителя корпорации «Союз»были выбраны три образца ЗМЖ: Эколакт 1403-33 ТГ», «СО-ЮЗ60Э», «СОЮЗ SDS М01-23».

Органолептические показатели исследуемых заменителей молочного жира представлены в таблице 3.1.1.

Таблица 3.1.1 - Органолептические показатели исследуемых ЗМЖ

Наименование ЗМЖ Вкус и запах Консистенция при (12±2) °С Цвет Прозрачность в расплавленном виде

«Эколакт1403 -33 TF» Чистые, свойственные обезли- Однородная, плотная, пла- Желтый, однород- Прозрачный

ченному растительному жиру стичная ный по-всей массе

«СОЮЗ60Э» То же То же То же То же

«СОЮЗSDSМ01- 23» То же То же То же То же

По органолептическим показателям, как видно из таблицы 3.1.1, все иссле-дованныеобразцы оценены как чистые, нейтральные, без посторонних привкусов и запахов.

Их свойства были характерными для обезличенного растительного жира.

С перечисленными выше ЗМЖ были составлены рецептуры плавленого сырного продукта с заменой молочного жира до 50%.Опытные образцы плавленого сырного продукта были оценены по органолептическим показателям, согласно балльной оценки (представленной в главе 2 методы исследований).

Результаты экспериментальных данных отражены на рисунках 3.1.1 - 3.1.2.

балл

5 4 3 2 1

Категория 1 Эколакт СОЮЗ БОБ

Рисунок 3.1.1- Органолептическая оценка вкуса и запаха(балл)

По органолептическим показателям выбран ЗМЖ «Союз 60Э», с которым в дальнейшем проводили экспериментальные исследования.

Состав и физико-химическиепоказателиЗМЖ«Союз 60Э» приведены в таблице 3.1.2.

балл

Эколакт СОЮЗ БРБ

Рисунок 3.1.2- Органолептическая оценка консистенции (балл)

Таблица 3.1.2 - Состав и физико-химические показатели ЗМЖ «Союз 60Э»

5

4

3

2

1

Состав Свобод- Влаж- Транс- Нерас- Пере- Темпера- Мас-

ные ность, изоме- твори- кисное тура совая

жирные % ры, % мые ве- число плавле- доля

кислоты, % щетва Мг/кг ния жира, %

Рафинирован- 0,08 0,05 Макси- отсут- 0,5 33-35 99,9

ные, дезодори- мум 4,1 ствуют

рованные рас-

тительные

масла (пальмо-

вое, соевое,

кокосовое,

пальмоядро-

вое, эмульга-тор,краситель)

Дозу внесения ЗМЖ «Союз 60Э» варьировали от 10 до 50% с шагом 10в плавленых сырных продуктов с массовой долей жира 30 %, 45%, 60%.

Оценку качества плавленых сырных продуктов по органолептическим показателям проводили согласнобалльной оценки (представленной в главе 2 методы исследований).

Выявленное в результате проведенных исследований влияние дозы внесения ЗМЖ на органолептические показатели представлены в таблице 3.1.3.

Таблица 3.1.3 - Органолептические показатели плавленого сырного продукта в зависимости от дозы внесения ЗМЖ

Изучаемые факторы Результирующие критерии

Массовая доля жи- Доза внесения Вкус и запах, Консистенция,

ра в сухом веще- ЗМЖ баллы баллы

стве,%

30 10 4-5 4-5

45 10 4-5 4-5

60 10 4-5 4-5

30 20 4-5 4-5

45 20 4-5 4-5

60 20 4-5 4-5

30 30 5 4-5

45 30 5 4-5

60 30 5 4-5

30 40 5 4-5

45 40 5 4-5

60 40 5 4-5

30 50 5 5

45 50 5 5

60 50 5 5

Как видно из данных представленных в таблице 3.1.3,лучшими по органо-лептическим показателям были образцы плавленого сырного продукта с заменой молочного жира ЗМЖ - 50%, ониимели выраженный вкус и типичнуюдля данного вида плавленого сырного продукта мажущую, связную консистенцию.

На основании проведенных экспериментальных исследований можно сде-латьвывод о том, что не зависимо от дозы замены молочного жира от 10 до 50%вкус, запах продукта изменяется незначительно, в то время какконсистен-

цияпродукта изменяется в лучшую сторону с увеличением процента замены молочного жира, делая ее более мажущейся, связанной при комнатной температуре.

Дальнейшие исследования проводили с опытным образцом плавленого сырного продукта с массовой долей жира в сухом веществе 60% с заменой молочного жира на 50%.

С целью приблизить жирнокислотный состав плавленого сырного продукта к идеальному жиру проводили исследования по подбору рыбных добавок, поскольку известно,что особенность жира рыб преобладание в его составе ненасыщенных жирных кислот (до 84%), в том числе жирных кислот с увеличенным количеством двойных связей: линолевой (две двойные связи), линоленовой и хира-гоновой (три двойные связи), арахидоновой (четыре двойные связи), клупанодо-новой, сколидоновой, эйкозапентаеновой (пять двойных связей), низиновой, гек-садеценовой, докозагексаеновой (шесть двойных связей) и других ненасыщенных жирных кислот. Эйкозопентаеновая и докозогексаеновая кислоты присутствуют только в жирах морских рыб, а также морская рыба представляет собой значительный источник йода и селена для организма человека.

3.2 Подбор рыбных добавок

Для проведения экспериментальных исследований по подбору рыбных добавок были изучены физико-химические показатели промысловых рыб - семейства сельдевых и лососевых, которые представлены в таблице 3.2.1.

Выбраны наиболее часто встречающиеся и распространенные на прилавках магазинов видырыб: сельдь, форель, семга, лосось. Химический состав рыбпредставлен в таблице 3.2.2.

Таблица 3.2.1 - Физико-химические показатели рыбы

Продукт Содержание, % Калорийность, 100 г мяса, ккал

протеина жира углеводов

Сельдь атлантическая 16,0-20,0 4,6-22,0 0 197,5

Лососевые(Семга, форель, лосось) 16,5-19,0 11,2-19,4 0 219

Таблица 3.2.2 -Химический состав рыбы

Рыба Содержание в мясе рыбы, % Калорийность 100 г мяса, кал

Влаги Протеина Жира Минеральных веществ

Лосось 60,0 20,0 19,0 1,0 258,7

Горбуша 67,8 19,9 10,0 1,4 174,6

Семга 60,5-62,3 16,5-18,9 14,3-19,4 1,3 229,3

Сельдь атлантическая 62,0-73,0 16,0-20,0 4,6-22,0 197,5

Форель 75,0-76,0 20,0-21,0 2,0 1,0 102,7

В ходе проведения эксперимента по изучению влияния на вкус, запах, консистенцию и цвет вида и дозы вносимого рыбного наполнителя были составлены рецептуры сырного плавленого продукта с массовой долей жира 60%,дозу вносимых рыбных добавокварьировали от 1% до 10% с шагом 1%.

Рыбные добавки использовали полуфабрикаты в виде фарша, размер частиц фарша 2-3см.

Рецептуры представлены в таблице 3.2.3.

Рыбная добавка - полуфабрикат в виде фарша, размер частиц фарша 2-3см.

Таблица 3.2.3 -Рецептуры плавленого сырного продукта с массовой долей жира в сухом веществе 60% с заменой молочного жира 50% с различной дозой внесения рыбной

добавки

N п\п Наименование сырья Количество сырья, кг

Доза внесения рыбной добавки,%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 Сыр Голландский брусковый 344 347 340 336,4 331, 5 315 280 260 238 218

2 ЗМЖ Союз 60Э 117,7 115,5 114,5 112,5 110 108, 7 106, 5 105, 3 103 101 ,5

3 Творог обезжиренный 93,8 90,8 82,8 79,8 78 77 101, 5 101, 2 110 ,2 108 ,2

4 Сухое обезжиренное молоко 13 10,6 12,2 12 11,5 14,8 17,9 22 24, 8 29, 3

5 Семга слабосоленая 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

6 Масло сладко-сливочное несоленое Крестьянское 48,5 47,6 48,5 50,8 53 58 70,6 77 85 91, 5

7 Соль-плавитель Натрия три-полифосфат 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

8 Вода 353 348,5 352,5 348,5 346 346, 5 333, 5 334, 5 329 331 ,5

Сырье для производства плавленого сырного продукта соответствует следующим нормативным документам:

1. Сыр Голландский брусковый (массовая доля жира в сухом веществе

45%, массовая доля сухих веществ 55,5%) согласно ГОСТ Р 52972-2008

2. ЗМЖ Союз 60Э (массовая доля жира в сухом веществе 100%, массовая доля сухих веществ 99,9%) согласно ГОСТ 31648-2012

3. Творог обезжиренный (массовая доля жира 0,2%, массовая доля сухих веществ 22%) согласно ГОСТ Р 52096-2003

4. Сухое обезжиренное молоко (массовая доля жира 0,6%, массовая доля сухих веществ 96%) согласно ГОСТ Р 52791-2007

5. Полуфабрикат рыбный Семга слабосоленая (массовая доля жира 17,7%, массовая доля сухих веществ 38,5%) согласно ТУ РБ 200216443.025

6. Масло сладкосливочное несоленое Крестьянское (массовая доля жира 72,5%, массовая доля сухих веществ 75%) согласно ГОСТ Р 52969-2008

7. Соль-плавитель - Натрия триполифосфат (массовая доля сухих веществ 95%) согласно ТУ 2148-001-54364632-2004

8. Вода согласно ГОСТ Р 51232-98

Оценку качества плавленых сырных продуктов по органолептическим показателям проводилисогласно критериев, приведенных в главе 2 методы исследований. Результаты экспериментов представлены на рисунках 3.2.1 -3.2.4.

Рисунок 3.2.1 - Оценка качества сырных про- Рисунок 3.2.2 - Оценка качества сыр-дуктов с добавлением семги ных продуктов с добавлением сельди

- Вкус, запах Консистенций

• Вкус, запах -■—Консистенция

Рисунок 3.2.3 - Оценка качества сырных про- Рисунок 3.2.4 - Оценка качества сыр-дуктов с добавлением форели ных продуктов с добавлением лосося

Как видно из данных представленных на рисунках существенных различий между семгой, лососем и форелью не наблюдалось, наивысшее количество баллов получили опытные образцы с дозой внесения 4-5%, в то время как сельдь значительно уступает по органолептическим показателям.

Дальнейшие экспериментальные исследования проводили с использованием полуфабриката семги с дозой внесения 5 %, полуфабрикат семги не только обогащает сырный продукт функциональными ингредиентами, но и придает продукту оригинальный, приятный вкусовой оттенок.

З.З.Установление технологических параметров производства плавленого сырного продукта

Технологический процесс производства сырного продукта с рыбными добавками осуществляли в соответствии с операционно-технологической схемой представленной на рисунке 3.3.1.

Рисунок 3.3.1- Операционно-технологическая схема производства плавленого сырного продукта

Подборсырьядля плавлениявключаетв себя осмотрвнешнеговидаисостоя-нияупаковки, органолептическую,физико-химическуюоценкусырья, используемо-годляпроизводствапродукта. Особоевнимание уделяли при подборе сырья степени зрелостисыров, активной кислотности и егосенсорнымсвойствам (вкус, за-пах).Лучшиерезультаты(по консистенции) даетпереработкасыров средней зрелости, когдазначениеактивнойкислотности сыра 5,3 -5,7.При отсутствиитребуе-мойзрелостиподбиралимолодыеиперезрелыесы-

ры.Подборсырьяпостепенизрелостиможноосуществлятьнаоснованииорганолептич ескихпоказателейидатывыработкисыров,а также среднегозначенияактивнойкис-лотности.

Предварительнаяобработкасырьясостоитизследующихопераций:

• Освобождение сыраотполимернойпленкиосуществлялосьручнымспособом.

• Зачистка коркового слоя сыра, поврежденной поверхности, удаление

казеиновых цифр осуществляется вручную. Для облегчения его измельчения и улучшения плавления сыра, при наличии сыра с грубой коркой, сыр замачивали в теплой воде при температуре воды 35-40 °С в течение 1,5 - 2 часа или в кислой сыворотке (кислотность 200 °Т ) при комнатной температуре в течение 4-6 часов для размягчения его поверхностного слоя.

• Поверхность творога нежирногозачищалис поверхности.

• Сухиекомпоненты - обезжиренноемолокопросеивали.

• Полуфабрикат рыбный (семга, сельдь, лосось, форель) освобождали от упаковки, а при использовании замороженногополуфабриката его помещали в емкости и дефростировали в хорошо вентилируемом помещении при комнатной температуре в течение 2-3 часов. Консистенция рыбы после дефростации - фарш кусочками размером 1 -2 см.

Измельчениесырья.Этоттехнологическийпроцесссостоитизопераций по из-мельчениюсыранакускидо 1 кг прииспользованииволч-

ков.Каждыйвидсырьяизмельчаютраздельноизагружаютвотдельныеемкости.

Составлениесырноймассы_и_внесениесолей-

плавителей.Всоответствиисрецептуройотмерялинужноеколичествокомпонентов (сыр, масло, заменитель молочного жира, творог, сухое обезжиренное молоко, полуфабрикат рыбный, вода, соль-плавитель) и вносилив агрегат фирмы Ште-фан.Особоевниманиенеобходимоуделитьподбору солей-плавителей. Вкус, конси-стенцияплавленогосыраиегостойкостьзависитотвида,дозыиактивнойкислотности, применяемыхсолей-плавителей. Подборсолей-плавителей осуществляли взависи-мостиот степени зрелости сыров. Вносили триполифосфат натрия в количестве 1,8 - 2%.Действиесоли-плавителя связано, по мнению С. М. Баркана, с адсорбциейи-ханионов на поверхностибелка. Анионыфосфорнойкислотыприэтомувеличиваюто-трицательныйзарядбелкаиповышаютегогидрофильныесвой-

ства,крометого,катионысоли-плавителя(Ка) вступаютсбелкамивобменныереак-ции,врезультатечегомалорастворимыйпараказеинаткальцияпереходитвлегкораство римыйказеинат натрия. Оптимальная рН плавленыхсыров, выработанных ссолью-плавителемфосфорнойкислоты 5,8 - 6,0.

Плавлениесырноймассы.Плавлениесырноймассыосуществляли в том жеагре-гатефирмыШтефан под вакуумом 0,8 -0,9 бар.Нагревосуществлялипуском пара вмежстенноепространствокотлапридавлении от 1,5 до 2 атм., а также путемнепо-средственноговведенияпаравсырнуюмас-

су.Приплавлениисмеськомпонентовнепрерывноперемешивалимешалкой со скоро-стью30 об/мини ножами со скоростью до 3000 об/мин .Притемпературе 50-55 °Ссырнаямассастановитсяоднороднойи текучей, вовремяпастеризацииеенагревали до 90°С, продолжительностьплавлениявагрегатефирмыШтефан составляет4-8минут.Плавлениепроисходитв 2-естадии:

1 стадия - нагревсмесидотемпературы 70 °С через стенкуагрегатапутемпус-капаравмежстенноепространствокотлав течение2-3минут.

2стадия-нагревсмесидотемпературы 90 °Спутемнепосредственноговведения пара всырнуюмассув течение2-3минут.

Фасовка,_маркировка,_упаков-

ка.Расплавленнуюгорячуюсырнуюмассунаправлялив бункер (с изолирующей рубашкой) автоматадляфасовкипастообразныхпродуктов. Вовремяфасовкимасса-должнанаходитьсяврасплавленномсостоянииинетерять текучести.

Плавленыйсырныйпродуктупаковывалив стаканчики из полимерныхматери-

алов.

Охлаждение. В целях избежанияпоявленияконденсатанаповерхностиплавле-ногосырапослеупаковкиеговыдерживалипри комнатнойтемпературев течение 2-4часов до снижения температуры продукта до 30-40 °С.Дальнейшееохлаждениепродукта дотемпературы4°Спроисходитв холодильной камере при температуре воздуха 0-4 °С

Хранение.Хранение готового продуктаосуществлялосьпри температуре 0-4 °С и относительной влажности 80-85% в течение 90 суток.

Способ внесения ЗМЖ и рыбных добавок

Первый способ. ЗМЖ и рыбную добавку вносили одновременно со всем сырьем согласно рецептуре непосредственно в котел-плавитель в процессе составления сырной массы.

Второй способ. ЗМЖ вносили одновременно со всем сырьем согласно рецептуре непосредственно в котел-плавитель, рыбную добавку после технологической операции - плавление в котел-плавитель в готовую плавленую сырную массу с последующим перемешиванием в течение 10 минут.

Не зависимо от способа внесения, существенных различий по органолепти-ческим показателям не наблюдалось. Можно рекомендовать оба способа внесения.

Определение технологических параметров процесса плавления сырной массы

Процесс плавления осуществляли в котле-плавителе под вакуумом 0,8-0,9 бар, при постоянном перемешивании с помощью мешалки и ножей. Нагрев осуществляли в два этапа плавления смеси: первый нагрев смеси до 90°С через стенки котла путем подачи пара в межстенное пространство котла, второй: сначала нагрев до температуры 70°С через стенки котла путем подачи пара в межстенное пространство котла, затем нагрев до 90°С путем впрыска пара в продукт.

Изменяли продолжительность плавления от 4 до 15 минут, скоростью вращения мешалки от 20 до 50 об/мин, скоростью вращения ножей от 2500 до 3500 об/мин.

Для проведения исследования были определены несколько вариантов перемешивания при разной продолжительности плавлении. Эксперименты проводили при следующей продолжительности плавления: 4 минуты, 6 минут, 8 минут, 10 минут, 12 минут, 14 минут, 15 минут. В таблице 3.3.1 приведены варианты эксперимента с принятыми скоростями движения мешалки и ножей. ЗМЖ и рыбную добавку вносили непосредственно в котел-плавитель в процессе составление сырной массы.

В результате проведенных экспериментов были сделаны следующие выводы: при увеличении продолжительности плавления более 8 минут консистенция продукта ухудшается, он становится излишне плотный и излишне упругий. При продолжительности плавлении 10 минут и более все образцы сырного продукта имели излишне плотную консистенцию.

Таблица 3.3.1 - Варианты экспериментов с принятыми скоростями движения мешалки и ножей.

Вариант эксперимента Скорость движения мешалки, об/мин Скорость движения ножей, об/мин

1 20 2500

2 20 3000

3 20 3500

4 30 2500

5 30 3000

6 30 3500

7 40 2500

8 40 3000

9 40 3500

10 50 2500

11 50 3000

12 50 3500

Результаты исследований отражены на рисунках 3.3.2 - 3.3.5

5

4

3 3 3 3 3 3 3

-1 способ внесения

2 способ внесения

2 2 2

1 -.1

123456789 10 11 12 варианты плавления

ы л л а

ш

3

2

Рисунок 3.3.2- Консистенция продукта в баллах при плавлении в течение 4 минут

.о

^ э

е; 3 (б

.4 ..... 4 4 4 4 4

34

1 способ внесения

2 способ внесения

123456789 10 11 12 варианты плавления

5

4

2

1

Рисунок 3.3.3 - Консистенция продукта в баллах при плавлении в течение 6 минут

5

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

варианты плавления

1 способ внесения

2 способ внесения

Рисунок 3.3.4- Консистенция продукта в баллах при плавлении в течение 8 минут

.о

^ э

е; 3 (б

1 способ внесения

2 способ внесения

123456789 10 11 12 варианты плавления

5

4

2

1

Рисунок 3.3.5 - Консистенция продукта в баллах при плавлении в течение 10 минут

В ходе экспериментальных исследований лучшие органолептические показатели получил опытный образец, который обрабатывали при следующих технологических режимах: сначала нагрев до температуры 70°С через стенки котла путем подачи пара, затем нагрев до 90°С путем впрыскивания пара в продукт; продолжительность плавления в течение 6 минут; скоростью вращения мешалки 30 об/мин ; скоростью вращения ножей 3000 об/мин.

Рецептурыплавленого сырного продуктас массовой долей жира в сухом веществе 60% и заменой молочного жира 50% семгой (опытный образец) и плавленого сыра(контрольный образец)приведены в таблице 3.3.2.

Опытный образец плавленого сырного продукта cмассовойдолей жира 60% с 50% - ной заменой молочного жира с рыбными добавками, в количестве 5% был оценен по органолептическим, физико-химическим, и микробиологическим показателям качества.

Показатели качества опытного и контрольного образцов представлены в таблице 3.3.3 .

Таблица 3.3.2- Рецептуры опытного и контрольного образцов

N Наименование сырья Количество, кг

п\п

Опытный образец Контрольный образец

1 Сыр Голландский брусковый (массовая доля жира в сухом веществе 45%, массовая доля сухих веществ 55,5%) ГОСТ Р 52972-2008 331,5 263

2 ЗМЖ Союз 60Э (массовая доля жира в сухом веществе 100%, массовая доля сухих веществ 99,9%) ГОСТ 31648-2012 110

3 Творог обезжиренный (массовая доля жира 0,2%, массовая доля сухих веществ 22%) ГОСТ Р 52096-2003 78 207

4 Сухое обезжиренное молоко (массовая доля жира 0,6%, массовая доля сухих веществ 96%) ГОСТ Р 52791-2007 11,5 11

5 Семга слабосоленая (массовая доля жира 17,7%, массовая доля сухих веществ 38,5%) ТУ РБ 200216443.025 50

6 Масло сладко-сливочное несоленое Крестьянское (массовая доля жира 72,5%, массовая доля сухих веществ 75%) ГОСТ Р 52969-2008 53 241

7 Соль-плавитель Натрия трипо-лифосфат(массовая доля сухих веществ 95%) ТУ 2148-00154364632-2004 20 20

8 Вода ГОСТ Р 51232-98 346 258

Таблица 3.3.3 -Сравнительная характеристика показателей качества опытного и

контрольного образцов

Опытный образец показатель Характеристика

вкус и запах Хорошо выраженный вкус и аромат с привкусом рыбы.

консистенция Консистенция типичная для пастообразного плавленого сырного продукта, мажущаяся, с наличием частичек рыбы.

цвет Цвет слабо-желтого с наличием частичек, характерных цвету рыбы.

Массовая доля влаги,% 60

Массовая доля сухих веществ,% 40

Массовая доля жира в сухом веществе,% 60

Активная кислотность, рН 5,8

Контрольный образец Характеристика

вкус и запах Хорошо выраженный вкус и аромат

консистенция Консистенция типичная для пастообразного плавленого сыра, мажущаяся.

цвет Цвет слабо-желтый

массовая доля влаги,% 60

Массовая доля сухих веществ, % 40

Массовая доля жира в сухом веще-стве,% 60

Активная кислотность, рН 5,8

3.4 Исследование структурно-механических свойств и микроструктуры продукта

На принятие решения о покупке какого-либо продукта влияет множество факторов: осознание полезности для здоровья, упаковка и соотношение цены и качества. Тем не менее, если его органолептические свойства (внешний вид, запах, вкус и тактильное ощущение во рту) не соответствуют потребительским ожиданиям или выходит за их пределы, продукт не будет иметь успеха на рынке. Поэтому органолептическая оценка - эффективное средство не только контроля качества, но и продвижения пищевого продукта.

Консистенция плавленого сыра тесно связана с его структурой, которая зависит от многих факторов технологического характера: сырье, температура и продолжительность плавления, интенсивность механического воздействия и т.д. Отклонение от заданных параметров процесса может стать причиной того, что плавленые сырные продукты даже одного вида будут отличаться по структурно -механическим свойствам.

Исследование структурно-механических свойств опытного образца плавленого сырного продукта с ЗМЖ и рыбной добавкой и контроля плавленого сыра были проведены методом пенетрации на пенетрометре ПМДП, путем определения сопротивления продуктов проникновению в них индентора (конуса) соследующи-ми размерами: (< ) угол 60°, длина ф) 45 мм, рабочая масса индентора 45 гр.

Температура продуктов при измерении составляла 12°С

На основании анализа и последующих вычислений была определена консистенция исследуемых продуктов.

Результаты измерения величины пенетрации представлены в таблице 3.4.1.

Результаты измерений максимальной глубины погружения приведены в таблице 3.4.2.

Таблица 3.4.1- Величина пенетрации исследуемых образцов

Исследуемые образцы Режимы пенетрации

5с Среднее значение пенетрации 10 с Среднее значение пенетрации 15 с Среднее значение пенетрации

контроль 17,6 18,1 18,8 18,2 19,5 19,3 19,9 19,6 18,8 20,2 20,5 19,8

Опытный 22,4 22,2 22,4 22,3 23,8 23.7 23.8 23,8 22,9 23,1 22,5 22,5

Предельное напряжение сдвига рассчитывали по формуле Ребиндера (в Па): ©=Кт/Я2,

Где,К- константа конуса, зависящая от величины угла при его вершине; К=2,1 Н/кг;

т - нагрузка, масса, действующая на конус; т = 0,045 кг; И - глубина погружения конуса, м.

Таблица 3.4.2-Величина максимальной глубины погружения

Исследуемые Режимы

образцы 60 с Среднее зна- 120 с Среднее 180 с Среднее

чение глуби- значение значение

ны погруже- глубины глубины

ния, мм погруже- погруже-

ния, мм ния, мм

Контроль 21,8 22,5 22,5 22,4 21,5 22,3

23 22,2 23

22,6 22,5 22,3

Опытный 25,4 25,3 25,8 25,8 24,5 24,3

25 25,7 24,5

25,4 25,7 24

Предельное напряжение сдвига контрольного образца:

1. ©= 2,1 х0,045/0,022472 = 187,13 Па

2. ©= 2,1x0,045/0,02242 = 188,25 Па

3. 0= 2,1x0,045/0,022272 = 190,52 Па Среднее значение 0=188,63 Па

Предельное напряжение сдвига опытного образца:

1. 0= 2,1 х0,045/0,02532 = 147,66Па

2. 0= 2,1x0,045/0,025772 =142,32Па

3. 0= 2,1x0,045/0,024332 = 159,63Па Среднее значение 0=149,9 Па

На основе значения предельного сдвига предложена классификация продукта представленная в таблице 3.4.3.

Таблица 3.4.3 -Характеристика консистенции продукта

Напряжение сдвига 0*10 2, Па Оценка продукта

<50 Очень мягкий, почти текучий

50-100 Очень мягкий, но не размазывающийся

100-200 Мягкий, размазывающийся

200-800 Пластичный, размазывающийся

800-1000 Твердый, но не со способностью к размазыванию

1000-1500 Слишком твердый с ограниченной способностью к размазыванию

>1500 Слишком твердый

На основании расчета среднего значения предельного сдвига выявлено, что в контрольном образце 0=188,63 Па, в опытном 0=149,9 Па, как видно из таблицы 3.4.3 данные показатели попадают под мягкий, размазывающийся продукт.

Для исследования микроструктуры образцов плавленых сырных продуктов и плавленого сыра был использован метод микроскопии. Микроскопия широко используется при разработке продуктов в качестве дополнительного аналитического

метода, позволяющего свести к минимуму возможность появления дефектов технологического происхождения.

Исследование микроструктуры образцов проводили на микроскопе AxilabA1.

Для проведение микроскопирования срезы сыра окрашивали красителями применяемыми в микроскопировании: Судан Ши гематоксилин Караци. Готовые препараты сыра рассматривали под микроскопом при малом (40 раз) увеличении.

Результаты приведены на рисунках 3.4.1 - 3.4.2.

Рисунок 3.4.1 -Микроструктура плавленого сыра (контрольный образец)

На рисунке 3.4.1 виден единый белковый каркас (окрашен фиолетовым цветом) и отдельные частицы белка с диаметром наиболее крупных частиц от 25-115 мкм. В белковом матриксе распределены жировые капли различного размера (окрашен желтым цветом).

На рисунке 3.4.2 виден белковый каркас, отдельные частицы молочного белка с диаметром наиболее крупных частиц 40-70 мкми частица белка рыбной добавки диаметром 115 мкм (окрашены фиолетовым цветом). Кроме этого на рисунке желтым цветом выделены жировые глобулы (молочного жира и заменителя молочного жира).

Площадь 3420,18

Рисунок 3.4.2 -Микроструктура плавленого сырного продукта с рыбными добавками

Микроскопическое исследование плавленых сырных продуктов показывает, что их микроструктура представляет собой эмульсию, состоящую из отдельных округлых жировых капель различного размера, которые равномерно распределены в непрерывном белковом матриксе.

В результате проведенных испытаний сделаны следующие выводы: Опытный образец плавленого сырного продукта с рыбными добавками по консистенции близок к контрольному образцу плавленого сыра. Предельное напряжение сдвига 149,9 Па и 188,63 Па соответственно. Консистенция продукта характеризуется как мягкая размазывающаяся и лежит в диапазоне 100-200 Па.

Микроструктура плавленого сырного продукта с рыбными добавками представляет собой белковый матрикс с включенными в него жировыми глобулами и белковыми частицами рыбной добавки распределенными относительно равномерно.

3.5 Исследование жирнокислотного состава и расчет биологической ценности липидной составляющей

Исследование жирнокислотного состава контрольного и опытного образцов проводили в лаборатории ФБУ «Тест-С.-Петербург».

Жирнокислотный состав опытного плавленого сырного продукта с ЗМЖ и рыбными добавками в сравнении с контрольнымплавленый сыр с молочным жи-ром)представлены в таблице 3.5.1.

Как видно из данных представленных в таблице 3.5.1,разработанный плавленый сырный продукт по соотношение полиненасыщенных жирных кислот семейств омега-3 и омега-6 приближен к функциональным жировым продуктам массового потребления рекомендованнымВсемирной организации здравоохранения (ФАО/ВОЗ) и Института питания РАМН. В состав плавленого сырного продукта с рыбными добавками входят также среднецепочечные жирные кислоты капроновая, каприловая, каприновая, свойственные молочному жиру и необходимые для нормальной жизнедеятельности организма человека.

Сравнительная характеристика липидной составляющей, разработанного плавленого сырного продукта в сравнении с рекомендованной как "гипотетически идеальный жир»представлены в таблице 3.5.2.

Расчеты по биологической ценности липидной составляющей приведены в таблице 3.5.3.

Где нжк - ненасыщенные жирные кислоты; .мнжк-мононенасыщенные жирные кислоты;пнжк - полиненасыщенные жирные кислоты.

Содержание НЖК в продукте:С= (33,2х14,3)+(11.0х47,9 )+(7,8х0) +(1,15х0,37)+(5х6)+(5,3х45,1)/ 63,45 = 20%.

Содержание МНЖК в продукте:С= (33,2х5,95)+(11.0х36,9 )+(7,8х0) +(1,15х0,17)+(5х4,1 )+(5,3х22,06)/ 63,45 = 11,7%.

Содержание ПНЖК в продукте: С= (33,2х0,64)+(11.0х25,8 )+(7,8х0) +(1,15х0,02)+(5х5)+(5,3х0,98)/ 63,45 = 5,3%.

Таблица 3.5.1 - Сравнительная характеристика жирнокислотного состава

опытногои контрольного образца

Жирнокислотный состав Образец жира, выде- Образец жира, выделен-

триглицеридов жира ленного из опытного ного из контрольного

продукта,% к сумме образца, % к сумме кис-

кислот лот

Масляная С4-0 1,6 3,6

Капроновая С6-0 1,3 1,9

Каприловая С8-0 1,0 1,6

Каприновая С10_0 2,3 3,0

Деценовая С10:1 0,2 0,2

Лауриновая С12:0 1,7 2,9

Миристиновая С14:0 8,5 11,5

Миристолеиновая С14:1 0.9 1,9

Пальмитиновая С16:0 28,7 32,0