Разработка технологии кисломолочных напитков с использованием белков растительного происхождения
На правах рукописи
ЧЕРНЯВСКАЯ ЮЛИЯ ВИКТОРОВНА
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КИСЛОМОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕЛКОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных, рыбных продуктов
и холодильных производств
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Владивосток
2011
Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет» (ФГОУ ВПО «Дальрыбвтуз»)
Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Ли Геннадий Тихонович
Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор
Бойцова Татьяна Марьяновна
кандидат технических наук, профессор
Мамедова Татьяна Дмитриевна
Ведущая организация ФГОУ ВПО «Дальневосточный государственный
аграрный университет», г. Благовещенск
Защита диссертации состоится «5» июля 2011 года в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета ДМ 307.006.01 при ФГОУ ВПО «Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет» по адресу: 690087, ГСМ, г. Владивосток, ул. Луговая, 52-б.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Дальрыбвтуз»,
с авторефератом – на официальном сайте университета www.dalrybvtuz.ru.
Отзывы на автореферат диссертации с заверенными подписями просим направлять по адресу: 690087, ГСМ, г. Владивосток, ул. Луговая, 52-б. Факс 8 (4232) 44-03-09, Е-mail: [email protected].
Автореферат разослан « 04» июня 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат технических наук, доцент Е.В. Осипов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследований. Молоко уже не расценивается только как составной компонент продуктов питания, но и является источником различных, в том числе принципиально новых обладающих уникальными свойствами пищевых веществ, обеспечивающих полноценные профилактику и здоровье человека. Широкое применение белков растительного происхождения взамен части натурального молока – новый шаг в развитии этого направления.
Проблема использования в молочной промышленности белков растительного происхождения, в частности – сои, вызывает устойчивый интерес на протяжении ряда лет, так как ее решение позволяет не только создать дополнительные ресурсы сырья, но и увеличить выпуск и расширить ассортимент молочных продуктов [Забодалова Л.А., Сизенко Е.И., Антипова Л.В., Нититмайонг А., Майоров А.А., Остроумов Л.А., Рязанова О.А., Лилашенцева А.Н., Сафронова Т.М. и др.].
Основными сдерживающими факторами для широкого продвижения на Российском потребительском рынке кисломолочных напитков с использованием соевой эмульсии являются специфические свойства сои (бобовый привкус, наличие ингибиторов протеаз и олигосахаридов). Кроме того, присутствие соевой эмульсии в комбинированных напитках с молочным сырьем не обеспечивает стабильную однородную консистенцию при хранении – срок хранения без нарушения консистенции не превышает 50-60 часов при (6±2) С [Забодалова Л.А., Антонова В.С., Остроумов Л.А., Васильев К.И. и др.].
В этой связи исследования по разработке технологии новых пищевых продуктов с комбинированием молочных и немолочных белоксодержащих пищевых компонентов с получением высококачественных и дешевых продуктов питания, максимально приближенных по органолептическим, физико-химическим и технологическим свойствам натуральному молочному продукту имеют определенный научный и практический интерес.
Как следует из данных литературы, главной проблемой при создании таких продуктов является подбор и соотношение заквасок, обеспечивающих специфические свойства кисломолочных напитков, а также обоснование натуральных добавок для придания соответствующего вкуса и внешних признаков.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлась разработка технологии производства кисломолочных напитков с использованием белков растительного происхождения.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
- Обосновать выбор молочного сырья и технологических параметров его обработки для создания молочно-соевых систем;
- Изучить влияние различных факторов на интенсивность извлечения растворимых веществ, в том числе ингибиторов протеаз, из растительного сырья в процессе гидратации, а также разработать технологию получения соевой эмульсии как составного компонента, обеспечивающую стабильность органолептических, физико-химических свойств и санитарного состояния в процессе хранения при температуре (4±2) С в течение не менее семи суток;
- Экспериментально установить рациональное соотношение между молочной системой (восстановленное обезжиренное молоко) и соевой эмульсией в комбинированной смеси и изучить условия, обеспечивающие стабильность ее органолептических, физико-химических и микробиологических показателей при хранении;
- Теоретически обосновать и изучить влияние дозы, стадии приготовления заквасок (первичная и вторичная производственная), соотношения бактериальных культур в йогуртовых и кефирных заквасках и продолжительности сквашивания на их кислотообразующую способность, вязкость и органолептические свойства сгустков, полученных на основе комбинированной смеси при разном соотношении молока и соевой эмульсии;
- Изучить влияние стабилизаторов и природных подсластителей на вязкость и органолептические показатели комбинированного кисломолочного напитка типа «йогурт» и разработать технологию их внесения;
- Оценить изменение аминокислотного состава в соевой эмульсии, молочно-соевой системе и кисломолочных напитках в процессе термической обработки;
- Обосновать технологическую схему получения кисломолочных напитков на основе молочно-соевой системы и установить условия и сроки их хранения;
- Произвести расчет экономической эффективности производства кисломолочных напитков;
- Использовать полученные результаты и установленные закономерности для разработки нормативной документации на кисломолочные напитки йогуртные и кефирные.
Научная новизна работы. Обоснована технология производства кисломолочных напитков типа «йогурт» и «кефир», позволяющая направленно регулировать качественные показатели продуктов.
Выделены, исследованы и обоснованы основные факторы, влияющие на качественные показатели восстановленного обезжиренного молока, соевой эмульсии, молочно-соевой смеси, на процесс сквашивания и получение кисломолочных напитков с использованием белков растительного происхождения.
Научно обоснованы и экспериментально установлены параметры получения восстановленного обезжиренного молока, соевой эмульсии и молочно-соевой смеси, обеспечивающие максимально приближенную к натуральному молоку пищевую ценность, устойчивую стабильность органолептических свойств и санитарного состояния в процессе хранения при температуре (4±2) °С в течение не менее семи суток.
Обоснованы дозы, стадии приготовления и соотношение бактериальных культур в йогуртовых и кефирных заквасках, продолжительность сквашивания в средах с различным соотношением восстановленного обезжиренного молока и соевой эмульсии, а также виды и дозы стабилизаторов и природных подсластителей, обеспечивающие высокие качественные показатели кисломолочных напитков и устойчивость сгустка к синерезису.
Получена совокупность новых научно обоснованных данных, позволяющая создать молочно-соевые сквашенные напитки умеренной кислотности.
Практическая значимость работы. Разработана технология кисломолочных напитков на основе восстановленного обезжиренного молока и соевой эмульсии, максимально приближенных по органолептическим, физико-химическим и технологическим свойствам натуральному молочному продукту.
Разработан и обоснован ассортимент сквашенных комбинированных напитков на основе восстановленного обезжиренного молока с использованием белков растительного происхождения.
Разработаны проекты СТО на кисломолочные напитки типа «йогурт», молочно-соевую смесь, соевую эмульсию.
Результаты исследований внедрены в учебный процесс при прохождении лабораторных работ по дисциплинам «Исследовательская работа», «Технология продуктов из животного сырья», «Технология продуктов из растительного сырья».
Реализация результатов исследований. При внедрении результатов исследований проведены производственные испытания на предприятии ООО «Союшка»
(см. приложение 1), выпущены кисломолочные йогуртовые и кефирные напитки
объемом по 50 л.
Апробация работы. Материалы диссертации представлялись и обсуждались на V региональной конференции «Проблемы и перспективы Азиатско-Тихоокеанского региона» (г.Находка, ИтиБ, 2004 г), 4 международной конференции молодых ученых «Россия и страны АТР: институциональные преобразования в период перехода к рынку» (г. Владивосток, ДВГТРУ, 2004г), 4 конференции молодых ученых, аспирантов и специалистов ИЖ и ВМ (г. Уссурийск, ПГСХА, 2005г), региональной межвузовской научно-практической конференции “Проблемы бизнеса и технологий в Дальневосточном регионе” (г. Находка, ИтиБ, 2006г), IV международной конференции-выставке «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (г. Москва, 2006 г), международном симпозиуме «Мировое сельское хозяйство: современное состояние, актуальные проблемы и тенденции развития»
(г. Уссурийск, ПГСХА, 2008), международной конференции с элементами научной школы для молодежи (г. Владивосток, ТГЭУ, 2010 г), конференции «Молодые ученые – агропромышленному комплексу Дальнего Востока» (г. Уссурийск, ПГСХА, 2010), региональной научно-практической конференции молодых ученых «Проблемы бизнеса и технологий в Дальневосточном регионе» (г. Находка, ИТиБ, 2011).
Объем и структура диссертации: Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 149 страницах машинописного текста и содержит 37 таблиц, 16 рисунков и 7 приложений. Список литературы включает 195 наименований, из них 26 на иностранном языке.
Основные положения, выносимые на защиту:
Особенности технологии восстановления обезжиренного молока и получения соевой эмульсии для производства кисломолочных напитков обусловлены качеством сырья, условиями гидратации сои и инактивации ингибиторов протеаз.
Совместное использование молочного и растительного сырья позволяет получить продукт, соответствующий по органолептическим и физико-химическим свойствам натуральному восстановленному молоку.
Обоснование дозы, состава заквасок, пищевых добавок и рационального соотношения восстановленного молока и растительных белков позволяет получить комбинированные кисломолочные напитки, по свойствам приближенные к натуральным.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во «Введении» обоснована актуальность темы, определены цель и задачи исследования, сформулированы научная новизна, практическая значимость работы.
В литературном обзоре представлен анализ источников по теме диссертационной работы. Проведен анализ и обобщены данные по существующим технологиям получения восстановленного молока, соевой эмульсии, молочно-соевой смеси и кисломолочных напитков с использованием соевой эмульсии.
Глава «Объекты и методы исследования». Объектами исследований были восстановленное молоко, соответствующее нормативной документации, соевая эмульсия, полученная из сои сортов «Амурская бурая» и «Китайская», отвечающая требованиям ГОСТ 17109-89, выработанные на их основе молочно-соевая смесь и комбинированные кисломолочные напитки.
Исследование химического состава, кинематической вязкости, активной и титруемой кислотности восстановленного молока, соевой эмульсии и кисломолочных продуктов проводили стандартными методами. Анализ содержания микро-, макроэлементов и токсичных металлов проводили на атомно-абсорбционном спектрофотометре фирмы “Nippon Jarrell Ach” модель АА-885 с применением стандартных растворов электролитов (Славин, 1971). Санитарно-гигиеническую оценку готовой продукции проводили согласно Техническому регламенту на молоко и молочную продукцию (ФЗ № 88 от 12.06.2008), микробиологические испытания – в соответствии с нормативной документацией. Аминокислотный состав соевой эмульсии, молочно-соевой смеси, кисломолочных напитков после соответствующей подготовки проб проводили на высокоскоростном аминоанализаторе HITACHI L–8800.
Хранение готовой продукции осуществляли после упаковывания в полимерную тару объемом 0,5-1,0 л при температуре (4±2) °С; заключение о сроке годности делалось на основании микробиологических исследований по показателю МАФАнМ и органолептических характеристик (запах, вкус).
При выборе рациональных условий восстанавливаемости сухого обезжиренного молока исследовали индекс растворимости (ГОСТ 30305.4-95). Органолептическую оценку продукции проводили в соответствии с разработанными балльными шкалами на дегустационном совещании НОУ ВПО ИТиБ.
Общая методологическая схема исследования представлена на рис. 1.
Статистическую обработку данных эксперимента проводили методом множественной регрессии в программе Excel.
Глава «Результаты исследований».
Подготовка смеси для производства кисломолочных продуктов
Технологические параметры восстановления сухого обезжиренного молока. Основными технологическими операциями при восстановлении сухого молока являются: просеивание, нагрев до 50-55 °С, охлаждение до 16-18 °С, растворение в воде, перемешивание, охлаждение до (4±2) °С для хранения.
Установлено, что наиболее приемлемой температурой воды для восстановления сухого обезжиренного молока является 30-40 °С.
Исследования показали, что для производства комбинированных кисломолочных напитков рациональным является соотношение сухого обезжиренного молока и воды 1:8 или 1:10 соответственно, при этом содержание белка в полученном молоке находится в пределах 3,0 - 4,0 %, кислотность – 20 °Т (табл.1), что согласуется с требованиями, предъявляемыми к питьевому молоку.
 | Рис. 1. Схема проведения исследований |
Таблица 1 – Физико-химические показатели восстановленного обезжиренного молока
| Молочные системы | Содержание, % | Кислотность, °Т | ||
| Сухое вещество | в том числе | |||
| Белок | Жир | |||
| Восстановленное обезжиренное молоко при разбавлении с водой: | ||||
| 1:8 | 11,1 | 3,7 | 0,4 | 20 |
| 1:10 | 9,0 | 3,0 | 0,3 | 20 |
| 1:12 | 7,6 | 2,6 | 0,3 | 20 |
| Молоко питьевое (технический регламент) | не менее 8,5 | не менее 2,8 | 0,1-8,9 | не более 21 |
Разработка технологии получения соевой эмульсии. Основными операциями при производстве соевой эмульсии являются: гидратация, измельчение, смешивание соевой пасты с водой и стерилизация. Исследования показали, что при температуре гидратации 50 - 60 °С независимо от состава раствора, экстракция веществ сои протекает интенсивнее, чем при температуре 16-18 °С. Данные эксперимента показали, что в процессе гидратации сои в солевом растворе в присутствии двууглекислого натрия экстракция белка и липидов выше, чем в воде (рис. 2).
Исследования, направленные на определение остаточной активности уреазы позволили установить, что при нагреве суспензии до 115 °С обеспечивается безопасный уровень содержания уреазы, которая вызывает неблагоприятную физиологическую реакцию человека, при нагреве до 120 °С – полная ее инактивация (рис. 3).
Установлено, что в одинаковых условиях гидратации (1 %-ный солевой раствор с добавлением двууглекислого натрия при температуре 50-60 °С в течение 4 ч) сои содержание основных компонентов в эмульсии колеблется в зависимости от соотношения соя: вода (табл. 2).
Таблица 2 - Показатели соевой эмульсии при разном соотношении соя : вода
| Соотношение соя : вода с учетом набухания | Показатели, % | Кислотность, °Т | ||
| Сухое вещество | в том числе | |||
| Белок | Жир | |||
| 1:7 | 9,9 | 3,3 | 1,7 | 12 |
| 1:9 | 8,9 | 3,1 | 1,5 | 12 |
| 1:12 | 8,6 | 2,9 | 1,2 | 15 |
Установлено, что по содержанию сухих веществ, жира и белка наиболее близкой к питьевому молоку является соевая эмульсия, полученная при соотношении соя :
вода 1:7 и 1:9.
По количеству аминокислот, особенно отдельных незаменимых (лейцин, изолейцин, валин, фенилаланин и треонин) белки эмульсии сущёественно уступают молоку. Содержание же лизина, и что особенно важно – метионина в соевой эмульсии, наоборот, выше, чем в молоке, соответственно, на 27,5 и 22,6 %, что позволяет полагать об обогащении системы необходимыми аминокислотами, дефицитными для белков животного происхождения.
Возможно, меньшая концентрация отдельных незаменимых аминокислот в белке соевой эмульсии обусловлена не только особенностью исходного сырья, но и влиянием высоко термической обработки суспензии. При этом следует отметить, что термическая обработка благотворно влияла на вкус соевой эмульсии, снижая в нем концентрацию такой незаменимой аминокислоты, как изолейцин, и частично незаменимых – аргинин и гистидин, придающих продукту горьковатый привкус [Кацарова С. и др.].
Разработанная технология получения соевой эмульсии позволяет получить продукт с общей численностью мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов 0,18*104 КОЕ/г, которая не меняется в течение 6-7 суток хранения при температуре (4±2) °С.
Разработка технологии получения молочно-соевой смеси. При сравнении комбинированных смесей (табл. 3), установлено, что образцы с соотношением восстановленное обезжиренного молоко: соевая эмульсия, равным 7:3 и 1:1 соответственно имели сходные показатели и наиболее приближены по органолептическим показателям к восстановленному обезжиренному молоку за исключением наличия слабого соевого привкуса.
Таблица 3 – Органолептические показатели комбинированной смеси
| Соотношение молоко: соевая эмульсия | Внешний вид, консистенция | Вкус и запах | Цвет |
| 10:0 (эталон) | Непрозрачная жидкость; жидкая, однородная, нетягучая, слегка вязкая, без хлопьев белка | Характерные для молока, без посторонних привкусов и запахов, с лёгким привкусом кипячения, сладковатый | Белый, равномерный по всей массе, для стерилизованного с кремовым оттенком |
| 7:3 | Непрозрачная жидкость; жидкая, однородная, нетягучая, без хлопьев белка, слегка вязкая | Характерные для молока, с лёгким привкусом сои, слегка сладковатый, запах молочный | Белый, равномерный по всей массе, со слабым кремовым оттенком |
| 1:1 | Непрозрачная жидкость; жидкая, однородная, нетягучая, без хлопьев белка, слегка вязкая | Вкус молочный, с лёгким привкусом сои, запах молочный | Белый, со слабым кремовым оттенком |
| 3:7 | Непрозрачная жидкость; жидкая, однородная, нетягучая, без хлопьев белка, слегка вязкая | Вкус молочный, с лёгким привкусом сои, запах молочный с легким запахом сои | Белый, со слабым кремовым оттенком, со слегка синеватым оттенком |
| 0:10 (эталон) | Непрозрачная жидкость; жидкая, однородная, нетягучая, без хлопьев белка, слегка вязкая | Вкус характерный для сои, запах соевый | Белый, со слабым синеватым оттенком |
Исследования показали, что для устранения нежелательного соевого привкуса и расслоения молочно-соевой смеси рациональными являются следующие добавки в экспериментально установленных количествах: сахар 2-3, ванилин 0,1-0,2, каррагинан 0,05 - 0,10 или желатин 0,2-0,3 – в процентах от массы.
Приведенные выше данные экспериментов явились предпосылкой для дальнейших исследований по разработке технологий кисломолочных напитков.
Разработка технологии кисломолочных напитков с использованием белков растительного происхождения
Предварительные эксперименты показали, что при сквашивании молочно-соевой смеси целесообразно использовать обезжиренное молоко, поскольку при его использовании выше кислотообразующая способность микроорганизмов закваски, и продукт имел лучшие органолептические показатели.
С учетом результатов модельных опытов: для йогуртовых напитков (40, 42
и 44 °С) и кефирных (18, 20, 22 и 24 °С) сквашивание йогуртного напитка проводили при температуре 42 °С, кефирного - 22 °С.
Сравнительное изучение влияния различных факторов: стадия приготовления закваски (лабораторной, первичной и вторичной производственной), доза ее внесения (3, 4, 5 % от массы), продолжительность сквашивания (3-4 ч для напитка йогуртного и 8-12 ч для кефирного) и соотношение бактериальных культур в заквасках Str. thermophilus и L. delbrueckii подвида bulgaricus (4:1 и 1:1, кефирные грибки самостоятельно и в смеси с бактериями B. bifidum 4:1) на процесс сквашивания молочно-соевой смеси в соотношениях 7:3 и 1:1 привели к следующим основным результатам.
Установлено, что при использовании лабораторной закваски всех вариантов набора бактериальных культур и доз заквасок сквашивание проходило с образованием расплывчатой структуры и повышенной склонностью к синерезису, как следствие низкой вязкости и прочности геля и присутствием еле уловимого запаха сои и горьковатым привкусом. При этом, с увеличением дозы заквасок, особенно с кефирными грибками, названные нежелательные свойства вкуса и запаха, а также склонность к синерезису усиливаются к окончанию сквашивания (3 ч для напитка йогуртного и 8 ч для напитка кефирного), а после перемешивания консистенция напитка становилась тягучей.
Очевидно, для лабораторных заквасок продолжительность сквашивания 3 ч с использованием молочнокислых бактерий Str. thermophilus и L. delbrueckii подвида bulgaricus и 8 ч – с кефирными грибками недостаточна для проявления активности микроорганизмов закваски в молочно-соевой смеси в соотношения 7:3 и 1:1. Кроме того, не исключено, что для нормального роста микроорганизмов закваски в смеси содержится недостаточное количество питательных веществ, особенно углеводов.
Результаты исследований, приведенные в табл. 4, показывают, что при выработке йогуртовых продуктов использование вторичной производственной закваски по всем вариантам опытов (доза заквасок, соотношение бактериальных культур 1:1 и 4:1) обеспечивает более высокую вязкость, а по кислотообразующей способности – только при соотношении молоко к эмульсии 1:1.
Установлено, что дозы и стадия выработки заквасок оказывают различное влияние на активность микроорганизмов как в восстановленном обезжиренном молоке, так и в молочно-соевой смеси в соотношении 7:3 и 1:1. При этом кисломолочные напитки, выработанные с использованием заквасок из Str. thermophilus и L. delbrueckii подвида bulgaricus, имели более высокие показатели вязкости по сравнению с продуктами, выработанными с использованием заквасок из кефирных грибков при одинаковой дозе (табл. 4). При внесении заквасок в дозе 5 % кисломолочный напиток «йогуртный», выработанный из молочно-соевой смеси при соотношении 7:3, также имел более высокую вязкость по сравнению с йогуртом из восстановленного обезжиренного молока, выработанном с дозой внесения заквасок 3 % от массы.
Таблица 4 – Вязкость и кислотность кисломолочных напитков, выработанных из молочно-соевой смеси при соотношении 7:3 и 1:1, в зависимости от вида, дозы и состава первичной и вторичной производственной заквасок
При одинаковых условиях культивирования бактерий сравнение контрольного йогурта с идентичными напитками, полученными из молочно-соевой смеси в соотношениях 7:3 и 1:1, показывает приемлемость последних по показателям вязкости и кислотообразования при условии увеличения дозы заквасок до 5 % (для контрольного – 3%), - разница по различным вариантам опыта колеблется от 4,5 до 17,6 %
по показателю вязкости и от 4,0 до 6,8 % - по показателю кислотообразования
в пользу последних.
Приведенные данные позволяют считать, что доза внесения заквасок из Str. thermophilus и L. delbrueckii подвида bulgaricus в количестве 5 % от заквашиваемой молочно-соевой смеси является наиболее рациональной при производстве йогурта. По органолептическим характеристикам кисломолочные напитки опытных образцов в сравнении с контрольным уступали последнему лишь по показателю запаха.
При увеличении численности пересадок закваски от первичной производственной ко вторичной повышается вязкость продукта по всем вариантам опыта от 4,8 до 13,1 %, а по скорости образования молочной кислоты однонаправленная зависимость между ними отмечается только после сквашивания молочно-соевой смеси (соотношение 1:1) набором бактериальных культур из Str. thermophilus и L. delbrueckii подвида bulgaricus при соотношении 1:1, а при соотношении этих бактериальных культур 4:1 существенного различия между ними не отмечается.
По всем органолептическим показателям (вкус, запах, цвет, консистенция) продукт, сквашенный вторичной производственной закваской, был более предпочтителен, чем с первой производственной закваской, как следствие более высокой активности микроорганизмов закваски при повторной пересадке.
Таким образом, для кисломолочного напитка йогуртного обоснованы: доза внесения заквасок (рациональная 5 %), соотношение между бактериальными культурами (1:1), состав комбинированной смеси (7:3, 1:1).
Кисломолочный напиток кефирный, сквашенный в течение 8 ч при температуре 22 °С, имеет существенно низкие показатели вязкости и содержания молочной кислоты в сравнении с натуральным кефиром, что свидетельствует о том, что для кефирных продуктов с содержанием молока 50-70 % в смеси необходимо более продолжительное сквашивание.
Дальнейшими исследованиями, проведенными по выработке кефирных продуктов сквашиванием в течение 12 ч, установлено, что по показателям вязкости и содержанию молочной кислоты приближаются к натуральному продукту.
Увеличение продолжительности сквашивания до 4 ч для йогуртовых продуктов использование закваски с соотношением бактериальных культур 4:1 обеспечивает увеличение вязкости продукта на 14,4 % в сравнении с продуктом, выработанным с использованием тех же бактериальных культур в соотношении 1:1, а по сравнению с продуктом, полученным с заменой 25 % термофильного стрептококка бифидобактериями (соотношение 3:1:1, соответственно) – больше на 4,2 %. По органолептическим характеристикам более приемлемым оказался продукт, выработанный с использованием B. bifidum, хотя с показателем вязкости они не имеют однонаправленной зависимости (табл. 5).
При производстве напитка кефирного с использованием кефирных грибков увеличение продолжительности сквашивания с 8 до 12 часов оказывает положительное влияние не только на органолептические характеристики продукта, но и на вязкость сгустка.
Таблица 5 – Показатели кисломолочных напитков, сквашенных с разным набором заквасок в течение 4 ч для йогурта и 12 ч кефира
| Номера образцов | Виды микрофлоры заквасок | Соотношение бактериальных культур | Вязкость, м2/с | Вкус и запах |
| I | Str. Thermophilus : L. delbrueckii подвида bulgaricus | 4,0 : 1,0 | 32,6 ± 0,19 | Чистые, кисломолочные, наличие слабого запаха сои |
| II | Те же | 1 : 1 | 28,5 ± 0,12 | Чистые, кисломолочные, слегка острый вкус и слабый запах сои |
| III | Str. Thermophilus : L. delbrueckii подвида bulgaricus : B. bifidum | 3,0 : 1,0 : 1,0 | 31,3 ± 0,10 | Чистые, кисломолочные, без посторонних запахов, слабый привкус сои |
| IV | Кефирные грибки | 5,0 | 25,8 ± 0,16 | Чистые, кисломолочные, слегка острый вкус, слабо выраженный запах и привкус сои |
| V | Кефирные грибки : B. bifidum | 4,0 : 1,0 | 27,4 ± 0,10 | Чистые, кисломолочные, приятный запах, слегка ощутимый привкус сои |
В соответствии с технологической схемой выработки кисломолочных йогуртовых продуктов после процесса сквашивания предусмотрено перемешивание сгустка, в процессе которого вносились витаминные и минеральные добавки и природные подсластители, а для обеспечения стабильности системы применяли смесь стабилизаторов желатина и крахмала в дозах 0,5 и 1,0 г/100г, соответственно.
Результаты проведенных исследований позволяют считать рациональными следующие режимы сквашивания молочно-соевой смеси и технологические операции выработки кисломолочных напитков: сквашивание вторичной производственной закваской в дозе 5 г/100г смеси в течение 4 ч для йогуртовых и 12 ч – для кефирных продуктов и температуре 42 и 22 °С, соответственно.
Продукты, выработанные с различными соотношениями бактериальных культур в заквасках (для йогуртовых: термофильные стрептококки к болгарской палочке 1:1 и 4:1, а также с внесением бифидобактерий в соотношениях соответственно 3:1:1; для кефирных - кефирные грибки в чистом виде и с добавкой бифидобактерий в соотношении 4:1), обеспечивают наличие в них специфических вкуса и аромата, что создает возможность для расширения ассортимента продуктов.
По таким органолептическим характеристикам, как консистенция, аромат, отсутствие или слабое ощущение постороннего запаха и привкуса сои, продукты, выработанные из смеси в соотношении молока к соевой эмульсии 7:3, оказались более предпочтительными, чем при 1:1. Однако при увеличении доли молока в смеси увеличивается себестоимость готового продукта.
По результатам проведенных исследований была составлена общая схема технологического процесса производства кисломолочных напитков (рис. 4).
В главе «экономическая эффективность производства молочно-соевых напитков» произведенные экономические расчеты показали, что для производства кисломолочной продукции целесообразно использование соотношения между восстановленным молоком и растительной основой 1:1. Нами было установлено, что при производстве кисломолочных напитков типа «йогурт» выручка от реализации составит практически 89900 руб./год за счет замены на 30 и 50 % молочного сырья соевой эмульсией.
Выводы: 1 Разработана технология кисломолочных напитков на основе молочно-соевой смеси, позволяющая получить продукты с органолептическими и физико-химическими показателями, приближенными к показателям подобных продуктов из восстановленного обезжиренного молока.
2 Изучен процесс гидратации сои и параметры термической обработки суспензии для полной инактивации в ней токсических веществ и антиметаболитов.
Показано, что термическая обработка соевой суспензии при температуре (120±2) °С в течение 20-30 минут обеспечивает полное разрушение антипитательных веществ, устранение специфического привкуса и запаха сои.
Рис. 4. Общая схема технологического процесса производства
кисломолочных напитков
3 Научно обосновано рациональное соотношение между восстановленным обезжиренным молоком и соевой эмульсией в комбинированной смеси и изучены условия, обеспечивающие стабильность ее органолептических, физико-химических и микробиологических показателей.
Показано, что содержание основных питательных веществ в молоке и соевой эмульсии зависит от концентрации в них воды, и установлено, что при соотношении между сухое молоко/вода 1:10 и соя/ вода 1:9 при последующем смешивании молока с соевой эмульсией в соотношении 7:3 обеспечивается максимальное приближение молочно-соевой смеси к обезжиренному молоку по органолептическим показателям, по содержанию сухих веществ и белка, а также более высокое качество кисломолочных напитков типа «йогурт» и «кефир».
Использование же восстановленного обезжиренного молока и соевой эмульсии с более высокой концентрацией воды, нормализованных по сухому веществу и сахару, обеспечивает более высокую вязкость и улучшение органолептических характеристик кисломолочных напитков, существенно увеличивая выход готовых продуктов.
4 Установлено влияние вида, дозы и кратности пересадок йогуртовых и кефирных заквасок на кислотообразующую способность, вязкость и органолептические характеристики сгустков, полученных от сквашивания молочно-соевой смеси разного соотношения (7:3 и 1:1, соответственно).
Показано, что двукратная пересадка йогуртовый и кефирных заквасок и внесение их в дозе 5 г/100г обеспечивает повышение вязкости продукта от 4,8 до 13,1 % и скорости образования молочной кислоты, при этом в молочно-соевой смеси в соотношении 7:3 повышение вязкости более существенно, чем при 1:1, а однонаправленная зависимость между вязкостью и образованием молочной кислоты отмечается только под воздействием дозы заквасок, но в одинаковых условиях среды (соотношение восстановленного обезжиренного молока/ соевой эмульсии, режим обработки и кратность пересадки закваски).
5 Кислотообразующая способность, вязкость и органолептические характеристики сгустков формируются под воздействием соотношения бактериальных культур в заквасках их дозы и продолжительности сквашивания.
Продукты выработанные с различными соотношениями бактериальных культур в заквасках (для йогуртовых: 1:1 и 4:1, а также с внесением бифидобактерий в соотношениях соответственно 3:1:1; для кефирных – кефирные грибки в чистом виде и с добавкой бифидобактерий в соотношении 4:1), обеспечивают наличие в них специфических вкуса и аромата, что создает возможность для расширения ассортимента продуктов.
Результаты опыта позволяют рекомендовать выработку кисломолочных напитков, из молочно-соевой смеси в соотношении 7:3 или 1:1, с использованием бактериальных культур Str. thermophilus и L. delbrueckii подвида bulgaricus (соотношение 1:1) для йогуртовых и кефирных грибков и бифидобактерий в соотношении 4:1 в количестве 5 % от массы. Рациональной продолжительностью сквашивания являются для йогуртового и кефирного напитков 4 и 12 ч, соответственно.
6 Разработана и обоснована технология внесения обогащающих, вкусокорректирующих добавок и стабилизаторов в молочно-соевую основу, обеспечивающую улучшение органолептических характеристик и стабильность консистенции кисломолочных йогуртовых напитков.
7 На основании исследований разработаны проекты нормативных документов на выпуск 3 наименований напитков: соевых, молочно-соевых и сквашенных.
По теме диссертации опубликованы следующие работы:
- Ли Г.Т., Антонова И.В., Рогова Н.М., Бреднева Ю.В. (Чернявская) Разработка технологии соевого и комбинированного молока (сборник трудов) // V региональная конференция «Проблемы и перспективы Азиатско-Тихоокеанского региона». – Находка, 2004. – С. 6-10.
- Ли Г.Т., Бреднева Ю.В. (Чернявская) Способы повышения пищевой ценности соевого молока и комбинированных напитков (сборник трудов) // V региональная конференция «Проблемы и перспективы Азиатско-Тихоокеанского региона». – Находка, 2004. – С. 10-12.
- Бреднева Ю.В. (Чернявская) Особенности изменения состава и свойств соевого молока при воздействии различных факторов // 4 международная конференция молодых ученых «Россия и страны АТР: институциональные преобразования в период перехода к рынку». - Владивосток, 2004. – С. 25-26.
- Жукова Е.А., Бреднева Ю.В. (Чернявская), Ли Г.Т. Технология внесения пищевых добавок в комбинированные кисломолочные напитки (сборник материалов) // 4 межвузовская конференция молодых ученых, апирантов и специалистов ИЖ и ВМ «Молодые ученые – агропромышленному комплексу ДВ» 1-2 ноября 2005. – Вып. 6. - Уссурийск, 2006. – С. 14-19.
- Чернявская Ю.В., Сенченко Е.В. Влияние пищевых добавок на свойства комбинированного кефира (сборник материалов конференции) // Проблемы бизнеса и технологий в дальневосточном регионе. - Находка, 2006. - С.47.
- Ли Г.Т., Чернявская Ю.В. Технологические аспекты производства кисломолочных напитков с использованием сои (сборник материалов конференции) // Проблемы бизнеса и технологий в дальневосточном регионе. - Находка, 2006. - С.47-48.
- Чернявская Ю.В., Климова Е. Ю. Использование соевых компонентов при производстве комбинированного молочного напитка (сборник материалов конференции) // Проблемы бизнеса и технологий в дальневосточном регионе. - Находка, 2006. - С.48-49.
- Чернявская Ю.В., Коробчук О. В. Влияние пищевых добавок на свойства комбинированного йогурта (сборник материалов конференции) // Проблемы бизнеса и технологий в дальневосточном регионе. - Находка, 2006. - С.37.
- Ли Г.Т., Чернявская Ю.В. Использование соевых компонентов для производства кисломолочных напитков (сборник докладов) // IV международная конференция-выставка «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации», Ч1. – Москва: 2006. - С. 239-242.
- Ли Г.Т., Чернявская Ю.В. Повышение пищевой ценности комбинированных соево-молочных напитков // Молочная промышленность. – Москва: 2007, №12. - С. 37-38.
- Ли Г.Т., Чернявская Ю.В. Исследования по повышению пищевой ценности соево-молочных напитков // Мировое сельское хозяйство: современное состояние, актуальные проблемы и тенденции развития: материалы международного симпозиума 6-11 сентября 2007. – Уссурийск: ПГСХА, 2008. – С. 140-145.
- Ли Г.Т., Сенченко Н.В., Чернявская Ю.В. Производство продуктов на основе частичного гидролиза белков коровьего молока и сои //Новые технологии переработки сельскохозяйственного сырья в производстве продуктов общественного питания: сборник матер. междунар. конфер. с элементами научной школы для молодежи 21-22 октября 2010 г. – Владивосток: ТГЭУ, 2010. – С. 403-407.
- Ли Г.Т., Чернявская Ю.А., Сенченко Н.В. Некоторые теоретические и практические аспекты технологии продуктов питания на основе гидролизатов белков молока и сои // Сборник научных трудов ПГСХА «Молодые ученые агропромышленному комплексу ДВ». – Вып. № 11. – Уссурийск, 2011. – С. 101-106.
Чернявская Юлия Викторовна
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КИСЛОМОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕЛКОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Автореферат диссертации
на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Подписано в печать 03.06.2011. Формат 60х84/16.
Печать цифровая. Гарнитура Time New Roman
Бумага писчая. Уч.- изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №325
Отпечатано в типографии РПК МГУ им. адм. Г.И. Невельского
690059 г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а
