Изменение пищевой ценности и потребительских свойств творожного продукта при замене (добавлении) ингредиентов в рецептуре

Размещено на http://allbest.ru

Изменение пищевой ценности и потребительских свойств творожного продукта при замене (добавлении) ингредиентов в рецептуре

Введение

рецептура творожный добавка

Вопросы адекватного и здорового питания сегодня актуальны во всем мире. Создание широкого ассортимента безопасных продуктов, содержащих необходимый набор макро- и микронутриентов обусловлено современными требованиями науки о питании, изменением образа жизни и условий труда, национальными традициями, глобализацией общества. В основных положениях реализации государственной политики в области здорового питания особое внимание уделено разработке и производству полноценных, безопасных продуктов, обогащенных физиологически активными компонентами, продуктам питания функционального назначения. В рационе человека должны содержаться не только белки, жиры и углеводы в необходимом количестве, но и такие вещества, как незаменимые аминокислоты, витамины, минералы в определенных, необходимых для человека пропорциях. Важной составляющей питания являются продукты, которые способствуют лучшему усвоению организмом. Первостепенная роль среди широкого ассортимента продуктов отводится молочным продуктам, в их числе особое место принадлежит творогу и творожным продуктам, которые относятся к традиционным молочным продуктам питания всех возрастных групп населения страны.

Тема данной курсовой работы «Изменение пищевой ценности и потребительских свойств творожного продукта при замене (добавлении) ингредиентов в рецептуре» очень актуальна, так как согласно современным представлениям науки о питании, творог как белковый продукт имеет большое значение для сбалансированного питания людей, и необходимо увеличивать ассортиментный состав рынка творожных изделий.

Одним из приоритетных направлений государственной политики в области питания следует считать достижение адекватности структуры потребления пищевой продукции физиологическим потребностям организма человека в энергии и жизненно важных пищевых веществах. Это, в первую очередь, касается белка, дефицит которого в рационе россиян отчетливо проявился в последние 10 лет. Степень среднедушевого дефицита белка в России составляет 30% от минимальных рекомендуемых величин, в том числе более 50% - по животному белку. С учетом времени усвоения основных пищевых компонентов в отдельности и в сочетании друг с другом, творог и творожные продукты являются источниками полноценного белка, а также таких важных микронутриентов, как кальций и фосфор. Творог имеет высокую пищевую ценность, так как содержит большое количество жира и белка (14-18 %). Особенно творог богат незаменимыми аминокислотами: триптофаном, метионином и лизином, поэтому рекомендуется при заболеваниях печени и сердца. Наличие в твороге лецитина и холина позволяет использовать его для лечения атеросклероза.

Творог содержит большое количество минеральных веществ (кальция, фосфора, железа, магния), причем соотношение кальция и фосфора способствует их наиболее легкому усвоению.

Основное преимущество творога перед другими продуктами заключается в том, что в его составе много кальция, что полезно для зубов, костей. Но кроме кальция он его содержит витамин А, который увеличивает сопротивляемость организма к инфекциям, нормализует процесс обмена веществ. Польза творога очевидна, поскольку он является источником витамина В2, улучшающего остроту зрения и способствующего процессу регенерации тканей. Наконец, в твороге присутствует такой витамин как кальциферол (D), который регулирует обмен кальция и фосфора в организме.

Творог можно считать одним из самых важных продуктов нашего рациона. В детстве он способствует росту костей, в пожилом возрасте улучшает самочувствие за счет того, что богат белком и витаминами.

В период беременности и кормления ребенка он становится одним из основных продуктов меню. Это опять же объясняется пользой творога в процессе развития зародыша. Продукт содержит белок, кальций, железо, витамины, необходимых для нормального развития ребенка в утробе матери.

Молочный жир, который присутствует в твороге, легко усваивается организмом. Минимальное количество углеводов тоже играет положительную роль: не происходит проблем с переработкой их организмом, внутренние органы не испытывают нагрузки.

Таким образом, в основе современных представлений о питании должна лежать концепция оптимального питания, предусматривающая необходимость и обязательность полного обеспечения потребностей организма не только в энергии, эссенциальных макро- и микронутриентах, но и в целом ряде необходимых минорных непищевых компонентов пищи, перечень и значение которых нельзя считать окончательно изученными и установленными.

Цель данной работы - рассчитать, как изменится пищевая ценность, и определить, как изменятся потребительские свойства ванильного творожного сырка при добавлении в него наполнителя, состоящего из меда и кунжута, в различных пропорциях.

Исходя из цели, можно поставить следующие задачи:

· Изучить рынок творожных изделий России и г. Магнитогорска;

· Изучить параметры идентификации и фальсификации творожных изделий;

· Рассчитать и обосновать новую рецептуру творожного сырка;

· Провести исследование образцов творожных сырков, изготавливаемых по традиционной и разработанной рецептурам;

· Рассчитать пищевые ценности традиционных творожных сырков и сырка, вырабатываемого по разработанной рецептуре, и провести их сравнительный анализ;

· Разработать технические условия на творожный продукт, вырабатываемый по рассчитанной рецептуре;

· Сформулировать выводы и предложения.

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Анализ рынка творожных изделий России и города Магнитогорска

Россия входит в десятку мировых потребителей молока и молочной продукции и представляет собой крупный молочный рынок. При этом она остается одним из наиболее перспективных с точки зрения роста потребления молочной продукции.

Объем потребления молока и молочной продукции в натуральном выражении в России устойчиво растет в среднем на 9% в год на протяжении последних пяти лет. Несмотря на незначительную консолидацию на российском молочном рынке, он является строго сегментированным с присутствием на нем более чем 1400 игроков, включая крупные, средние и мелкие компании. Благодаря такой сегментации, рынок является высоко конкурентным в плане формирования цен на молоко и молочную продукцию.

Производители молока остаются приверженными стратегии регионального развития, постоянно увеличивая предложение молока и молочных производных продуктов в регионах по мере роста регионального потребления. Снижение затрат и улучшение качества молочной продукции остается основным конкурентным преимуществом для большинства молочных компаний, так как креативные маркетинговые стратегии и увеличение бюджета расходов на маркетинг способствуют улучшению осведомленности о продукте и лояльности со стороны покупателей по отношению к известным молочным брендам.

На рисунке 1.1.1 представлен диаграмма импорта творога и творожных продуктов, РФ, 2007-2011 гг (млн долл).



Рисунок 1.1.1 - Диаграмма импорта творога и творожных продуктов РФ

На рисунке 1.1.2 представлена диаграмма прогноза импорта творога и творожных продуктов, РФ, 2012-2016 гг (млн долл).

Рисунок 1.1.2 - Прогноз импорта творога и творожных продуктов РФ

В динамике 2011 год стал для всех сегментов производства творога годом расширения производства. Благоприятная ситуация отмечается для производителей творога для детского питания, выпуск которого растет на протяжении 2011-2012 гг. значительными темпами.

Наибольшие темпы роста были характерны для и творога относительно 2011 года. В 1 кв. 2012 года во всех сегментах, кроме производства кварка, была отмечена положительная динамика производства.

По оценке «Экспресс-Обзор», российский рынок творога и свежих сыров будет непрерывно расти в течение 2012-2015 гг. В натуральном выражении произойдет рост на 6%, а затем темпы прироста рынка будут постепенно снижаться. В стоимостном выражении увеличение объема рынка будет поддерживаться инфляционной составляющей.

Продукция отечественного производства творога и свежих сыров направлена на удовлетворение, прежде всего, внутренних потребностей России. Так, доля экспорта во внутреннем производстве снижалась с 2009 года. В результате доля экспорта в структуре производства упала по итогам 2011 года ниже 1%. Объем экспорта в натуральном выражении падал на протяжении 5 кварталов подряд.

На рынках традиционных молочных продуктов основными конкурентами являются российские производители, такие как «Юнимилк», а также более мелкие компании, работающие на региональном уровне. На рынке обогащенных молочных продуктов основным из игроков является компания «Данон». На рынке йогуртов и десертов, а также в некоторой степени на рынке детских молочных продуктов конкурируют зарубежные фирмы, например, «Данон», «Кампина» и «Эрман», указанные фирмы продолжают осуществлять инвестиции в свою хозяйственную деятельность в России.

Компания «Юнимилк» - ведущий производитель молочной продукции и детского питания в России, Украине, Беларуси и Казахстане. В ассортиментный портфель компании «Юнимилк» входят национальные бренды: «Простоквашино», «Био Баланс», «Летний День», «ПЕТМОЛ», «Актуаль», «Для всей семьи», «Смешарики», «Disney», «ТЁМА».

«Вимм-Билль-Данн» - отечественный игрок рынка. Входят такие торговые марки как «Чудо», «Домик в Деревне», «БиоМакс», «Имунеле», «Веселый Молочник», «Кубанская буренка», «Обнинское молоко», «Агуша».

Молочное объединение «Российский Творог» также является одним из крупнейших производителей творога и творожных изделий в России. В структуру объединения входят предприятия двух категорий:

· Первая - это собственно молочные заводы по производству творога. На этих молочных заводах производится сырой творог, который в дальнейшем перерабатывается в готовую продукцию молочными предприятиями московского региона.

· Вторая группа предприятий - молочные заводы, выпускающие конечный продукт из сырого творога - глазированные сырки, творожные массы, весовой творог и другую творожную продукцию.

В Челябинской области популярна компания «Оранта» (торговая марка «Молочное здоровье»).

Основными производителями творожных продуктов в Магнитогорске являются «Первый вкус» и «Уральская молочная компания», входящая в состав предприятий «Ситно». Ассортимент компании «Первый вкус представлен такими творожными изделиями, как творожные массы (в ассортименте), глазированные сырки (в ассортименте), творог классический (0 и 5% жирности), биотворожок (0 и 9% жирности), творог домашний. «Уральская молочная компания» производит сырково-творожные изделия в ассортименте и творог.

Также представлена продукция таких торговых марок, как «Простоквашино» (творог 2, 5, 9% жирности, творог зерненный 5% жирности в ассортименте, творожки в ассортименте), «Био Баланс» (зерненный творог 5%), «Активиа» (продукт творожный 4,5% в ассортименте), «Danone» (творог зерненный 3,9%, творог 3,6% в ассортименте), «Чудо» (творожное 5,4% в ассортименте, десерт творожный 4,2% в ассортименте), «Домик в Деревне» (творог 0,1%), «Веселый Молочник», «Агуша» (творог 3,9% 4,5% в ассортименте).

По результатам анализа рынка творожных изделий России и г. Магнитогорска можно сделать вывод о том, что подавляющее большинство продукции на местном рынке производства магнитогорских компаний, а основным конкурентом на российском рынке является компания «Юнимилк». Можно сказать о том, что рынок насыщен творожной продукцией различных производителей и продукция имеет большой ассортиментный состав.

1.2 Анализ химического состава и пищевой ценности творожных изделий

Творог представляет собой концентрат молочного белка и некоторых других составных частей молока.

В состав творога входит 14-17% белков, до 18% жира, 2,4-2,8% молочного сахара. Он богат кальцием, фосфором, железом, магнием - веществами, необходимыми для роста и правильного развития молодого организма. Белки творога частично связаны с солями фосфора и кальция. Это способствует лучшему их перевариванию в желудке и кишечнике. Поэтому творог хорошо усваивается организмом. Самое замечательное, что все эти вещества находятся в твороге в идеально сбалансированном состоянии и, причем в более концентрированной форме, чем, например, в молоке.

Белки. Творог и изделия из него очень питательны, так как содержат много белков и жира. Белки - это высокомолекулярные вещества, скрученные в цепочки, состоящие из сотен аминокислотных остатков. Ферменты, которые тоже содержатся в твороге, также относятся к белкам. Они ускоряют биохимические реакции в организме, причем каждый из них выполняет строго определенную функцию.

Белки - это очень важные вещества. Недостаток белков ведет к анемии, малокровию, болезням внутренних органов, в частности, печени, поджелудочной железы, различным воспалениям кожи, снижению веса, быстрой утомляемости, снижению сопротивляемости к инфекциям.

В твороге находятся аминокислоты. Некоторые виды аминокислот не производятся самостоятельно человеческим организмом, они должны поступать только вместе с пищей (триптофан, лизин, метионин). Эти аминокислоты, являющиеся незаменимыми, отвечают за ограничение усвоения пищи, их недостаток ведет к ограничению усвоения человеческим организмом других аминокислот. Основным поставщиком именно этих аминокислот и служит творог.

Жиры. Содержание легкоусвояемого молочного жира в твороге также очень важно в питании человека, так как возможности накопления и синтезирования жира человеческим организмом весьма ограничены. Жиры делятся на протоплазмические и резервные. Те, которые входят в состав клеток, называются протоплазмическими, те, которые накапливаются в результате потребления пищи, называются резервными.

В молочных продуктах, в частности твороге, находится метионин - незаменимая кислота, обладающая липотропным действием, то есть она способствует уменьшению накопления жира в печени. Данная аминокислота входит в состав фосфатидов - веществ, участвующих в обмене жиров в организме.

Углеводы. Углеводы служат источником энергии. Творог содержит только небольшое количество галактозы и молочного сахара.

Минеральные вещества. Минеральные вещества, которые человек получает с пищей, имеют очень большое значение для его жизнедеятельности. Что касается творога, то в нем содержатся в первую очередь кальций, железо, потом магний, фосфор и некоторые другие, но их количество уже не так велико.

Кальций является важнейшим строительным материалом скелета человека. В соединении с фосфатами и фторидами кальций составляет 98 % костной ткани и зубов. Недостаток кальция может служить причиной таких болезней, как рахит, остеопороз, остеомаляция. Эти болезни связаны с нарушениями опорно-двигательного аппарата. Еще кальций участвует в возбудимости нервной системы и сокращении мышц, в ферментном обмене.

Однако для производства костной ткани кальций соединяется еще с одним минеральным веществом, которое также находится в избытке в твороге - фосфором. Фосфор очень важен для того, чтобы созданная костная система находилась на должном уровне, он активно участвует в строении костной ткани и профилактике ее разрушения.

Очень много, по сравнению с молоком, в твороге находится железа. Количество железа определяет уровень гемоглобина в крови, а, точнее, количество в крови красных кровяных телец. Человек, который не получает с пищей определенное количество железа, может заболеть различными формами анемий, а эта болезнь очень опасна, особенно для растущего организма. Таким образом, нахождение в твороге этих веществ позволяет настойчиво рекомендовать его в детском питании, а также в питании беременных и кормящих матерей.

Витамины. Источниками витаминов является и растительная пища, и животная.

Витамины - это органические вещества, которые регулируют обмен веществ в человеческом организме. Они поступают преимущественно с пищей и не вырабатываются самими внутренними органами и железами. При нехватке какой-либо группы витаминов наступает авитаминоз. При этом заболевании расшатываются все системы организма, включая кровеносную, желудочно-кишечную, нервную. В твороге содержатся водорастворимые (группы В, РР) и жирорастворимые (А, Е) витамины. В таблице 1.2.1 указано содержание витаминов и минералов в 100г творога. В скобках приводятся данные %РСП. Это рекомендуемая суточная потребность взрослого человека на примере женщины, работника преимущественно умственного труда, с энергозатратами 2000 ккал/сутки, в соответствии с принятыми нормами физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации от 18.12.2008 года.

Таблица 1.2.1 - Содержание (в мг) витаминов и минералов в 100 г творога

Творог Наименование	Творог жирный 18%	Творог полужирный 9%	Творог нежирный 0,6%	Крестьянский 5%	Столовый 2%	Мягкий диетический 11%	Мягкий диетические 4%
1	2	3	4	5	6	7	8
Витамины: - А	0,105 (12%)	0,053 (6%)	-	0,032 (4%)	0,01 (1%)	0,063 (7%)	0,03 (3%)
- Е	0,3 (2%)	0,02 (1%)	-	0,1 (1%)		0,2 (1%)	0,1 (1%)
-В1	0,05 (3%)	0,04 (3%)	0,04 (3%)	0,04 (3%)	0,04 (3%)	0,04 (3%)	0,04 (3%)
-В2	0,3	0,27	0,25	0,26	0,25	0,27	0,26
	(17%)	(15%)	(14%)	(14%)	(14%)	(15%)	(14%)
- В5	0,28	-	0,21	-	-	-	-
	(6%)		(4%)
-В6	0,11 (6%)	-	0,19 (10%)	-	-	-	-
- В9	0,035 (9%)	-	0,04 (10%)	-	-	-	-
- В12	0,001 (33%)	-	0,132 (44%)	-	-	-	-
- РР	3,8 (19%)	3,9 (20%)	4 (20%)	3,9 (20%)	3,8 (19%)	3,8 (19%)	3,9 (20%)
Минералы: - Калий	112 (4%)	112 (4%)	117 (5%)	112 (4%)	78 (3%)	112 (4%)	112 (4%)
- Кальций	150 (15%)	164 (16%)	120 (12%)	164 (16%)	120 (12%)	160 (16%)	164 (16%)
- Магний	23 (6%)	23 (6%)	24 (6%)	23 (6%)	24 (6%)	23 (6%)	23 (6%)
- Натрий	41 (3%)	41 (3%)	44 (3%)	41 (3%)	35 (3%)	41 (3%)	41 (3%)
- Фосфор	220 (28%)	220 (28%)	189 (24%)	220 (28%)	180 (23%)	224 (28%)	220 (28%)
- Железо	0,5 (3%)	0,4 (2%)	0,3 (2%)	0,4 (2%)	0,3 (2%)	0,3 (2%)	0,4 (2%)
- Селен	0,03 (55%)	-	0,03 (55%)	-	-	-	-

Витамин А влияет на развитие роста, зрение, состояние кожных и слизистых покровов. Недостаток его в питании может привести к так называемой «куриной слепоте» - ослаблению зрения в сумеречное время суток.

Витамины группы В также находятся в твороге. Витамин В1 участвует в обмене углеводов, содержание его в твороге не очень велико. Витамин В2 нужен для нормального обмена белков и углеводов, он очень важен для правильного роста организма, заживления ран. Витамин В12 играет очень важную роль в процессе кроветворения. При его недостатке может развиться малокровие. Никотиновая кислота (витамин РР) участвует в составе ферментов, которые производят окислительные процессы в организме. Аминокислота триптофан, находящаяся в твороге, нашим организмом синтезируется именно в эту кислоту. Ее недостаток ведет к слабости, бессоннице, быстрой утомляемости, а также к воспалению кожных покровов (пеллагре). Витамин D, который хоть и не содержится в твороге, однако может вырабатываться человеческим организмом под действием солнечных лучей из провитаминов, которыми творог богат.

В таблице 1.2.2 представлен химический состав творога разной жирности и творожных изделий.

Таблица 1.2.2 - Химический состав творога

Продукт	Содержание в 100г
	белки	жиры	углеводы	калорийность
	г	ккал
Творог жирный	14	18	1,3	226
Творог полужирный	16,7	9	1,3	156
Творог нежирный	18	0,6	1,5	86
Творог мягкий диетический	16	11	1,0	170
Творог зерненный со сливками	13	6	1,0	113
Сырки глазированные	8,5	27,8	32,0	406
Сырки творожные детские	9,1	23	18,5	315

Из данных, представленных в таблице 1.2.2, видно, что наибольшее количество белка содержит нежирный творог, жира и углеводов - глазированные сырки, они также обладают наибольшей калорийностью, наибольшее содержание кальция в нежирном твороге.

1.3 Требования к пищевым продуктам с позиции теории адекватного питания

Следствием классической теории сбалансированного питания было несколько чрезвычайно серьезных ошибок. Одна из них - идея и попытки создания безбалластной пищи. Балансный подход и вытекающая из него идея рафинированной (безбалластной) пищи, по-видимому, принесли существенный вред. Так, уменьшение доли овощей и фруктов в рационе, использование очищенных злаковых культур, рафинированных продуктов и т. д. способствовали развитию многих заболеваний, в том числе сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, печени и желчных путей, нарушений обмена, возникновению ожирения и др. Был сделан также ряд ошибочных заключений о путях оптимизации питания. Другая ошибка - идея использовать элементное питание как физиологически полноценную замену традиционной пище. Точно так же никогда прямое внутрисосудистое питание не сможет обеспечить всего комплекса биологических эффектов, которые имеют место при естественном питании. Совершенно другой вопрос - использование мономеров в качестве пищевых добавок, а элементных диет - временно по медицинским рекомендациям при экстремальных обстоятельствах.

Для того чтобы понять различия между двумя теориями и причины того, что классическая теория становится важным элементом более общей теории адекватного питания, следует охарактеризовать основные положения, теоретические следствия и практические рекомендации новой теории и сопоставить их с классической.

Основные постулаты теории адекватного питания

1. Питание поддерживает молекулярный состав и возмещает энергетические и пластические расходы организма на основной обмен, внешнюю работу и рост (этот постулат - единственный общий для теорий сбалансированного и адекватного питания).

2. Нормальное питание обусловлено не одним потоком нутриентов из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма, а несколькими потоками нутритивных и регуляторных веществ, имеющими жизненно важное значение.

3. Необходимыми компонентами пищи служат не только нутриенты, но и балластные вещества.

4. В метаболическом и особенно трофическом отношении ассимилирующий организм является надорганизменной системой.

5. Существует эндоэкология организма-хозяина, образуемая микрофлорой кишечника, с которой организм-хозяин поддерживает сложные симбионтные отношения, а также кишечной, или энтеральной, средой.

6. Баланс пищевых веществ в организме достигается в результате освобождения нутриентов из структур пищи при ферментативном расщеплении ее макромолекул за счет полостного и мембранного пищеварения, а в ряде случаев - внутриклеточного (первичные нутриенты), а также вследствие синтеза новых веществ, в том числе незаменимых, бактериальной флорой кишечника (вторичные нутриенты). Относительная роль первичных и вторичных нутриентов варьирует в широких пределах.

Охарактеризуем некоторые из этих постулатов несколько более подробно.

Как можно видеть, основные постулаты теории адекватного питания принципиально отличаются от теории сбалансированного питания. Однако один из них является общим. Он заключается в том, что питание поддерживает молекулярный состав организма и обеспечивает его энергетические и пластические потребности.

Далее, человек и высшие животные в метаболическом и трофическом отношениях представляют собой не организмы, а, в сущности, надорганизменные системы. Последние включают в себя, кроме макроорганизма, микрофлору его желудочно-кишечного тракта - микроэкологию и энтеральную среду, которые составляют внутреннюю экологию организма, или эндоэкологию. Между организмом-хозяином и его микроэкологией поддерживаются положительные симбионтные взаимоотношения.

Теория адекватного питания в отличие от теории сбалансированного питания не только связывает нормальное питание и ассимиляцию пищи с одним потоком во внутреннюю среду организма различных нутриентов, освобождающихся в результате переваривания пищи в желудочно-кишечном тракте, но и принимает существование по крайней мере еще трех основных жизненно важных потоков. Первый - поток регуляторных веществ (гормонов и гормоноподобных соединений), продуцируемых эндокринными клетками желудочно-кишечного тракта, а также образующихся в его содержимом. Второй поток состоит из бактериальных метаболитов. В него входят модифицированные под влиянием бактериальной флоры кишечника балластные вещества пищи и нутриенты, а также продукты ее жизнедеятельности. С этим потоком во внутреннюю среду организма поступают вторичные нутриенты. В него входят также токсические вещества, к которым относятся токсины пищи, а также токсические метаболиты, образующиеся в желудочно-кишечном тракте за счет деятельности бактериальной флоры. По-видимому, этот поток в норме физиологичен. Третий поток состоит из веществ, поступающих из загрязненной пищи или загрязненной внешней среды, в том числе ксенобиотиков. Наконец, согласно теории адекватного питания, так называемые балластные вещества, и в том числе преимущественно пищевые волокна, являются эволюционно важным компонентом пищи.

Все постулаты теории адекватного питания взаимосвязаны и образуют совокупность новых и нетрадиционных представлений, подходов, методов исследования и технических приемов.

Иногда теорию адекватного питания критикуют за то, что она слишком «пищеварительная». Это не так - она биологична и технологична, то есть она придает большое значение эволюционным особенностям и особенностям функционирования механизмов, обеспечивающих усвоение пищи. Такой подход позволяет рассматривать ряд проблем, которые недостаточно оценивались классической теорией, но имеют решающее значение с точки зрения трофологии.

1.4 Математическое моделирование рецептуры творожных изделий с применением ЭВМ

В общем виде процесс построения математической модели состоит из отдельных последовательно выполняемых этапов: выбора вида разрабатываемого продукта (объекта проектирования), определения цели исследования, выбора критерия оптимальности, выявления неизвестных и основных ограничений, математической формализации (рис. 1.4.1).

Выбор вида разрабатываемого продукта (объекта проектирования). Объектами разработки (проектирования) могут служить изделия различных групп, обладающие своими особенностями, которые должны быть учтены в процессе проектирования. На основе анализа характеристик продуктов конкретной группы определяется объект проектирования.

Определение цели разработки нового или модификации существующего продукта. Разработка новых и совершенствование традиционных пищевых продуктов проводится с определённой целью. Эта цель должна быть чётко сформулирована. От того, насколько правильно и конкретно отражена цель, зависит и содержание модели. Формулировка цели должна характеризоваться чёткостью и полнотой. Например, при проектировании пластифицированной сырной массы может быть поставлена цель - разработать продукт функционального назначения. Начальный этап проектирования заключается в формализации целей и задач, что позволяет структурировать процесс разработки, установить взаимосвязи и последовательность основных этапов.

Рисунок 1.4.1 - Алгоритм проектирования рецептуры продукта

Выбор критерия оптимальности. В связи с поставленной целью исследований определяется критерий оптимальности, т.е. экономический, технологический или другой показатель, на основе которого сравниваются возможные варианты, и выбирается наилучший из них. Критерий оптимальности служит формой количественного выражения цели поставленной задачи. Он может иметь стоимостное и натуральное выражение.

При разработке пищевых продуктов может использоваться один или несколько критериев оптимальности. При этом в случае использования нескольких критериев, решение задачи может иметь противоречивый характер, поэтому необходимо установить требуемое сочетание выбранных критериев (по сути перейти к комплексному критерию оптимизации).

Выявление ограничений. Поиск оптимального решения с помощью математического аппарата осуществляется обычно в условиях каких-либо ограничений. Состав ограничений зависит от свойств объекта проектирования и требований, которые вытекают из формулировки задачи. Поэтому состав ограничений должен достаточно полно, наиболее эффективно и по возможности кратко отражать существо задачи разработки. В математической модели ограничения выражаются в виде систем неравенств, уравнений и других соотношений. Состав и число ограничений влияют на сложность решения задачи.

При выборе ограничений необходимо стремиться к тому, чтобы их было столько, сколько требуют условия поставленной задачи. Включение в модель большого числа ограничений усложняет вычислительный процесс и сокращает область выбора решений задачи. Но, с другой стороны, упущение какого-либо ограничения в модели может привести к тому, что результат решения задачи окажется практически непригодным. Достаточное число ограничений не всегда удаётся определить при разработке модели. Отдельные необходимые для конкретной задачи ограничения могут быть выявлены только после её решения

Математическая формализация. Процесс разработки записывается в виде математической модели с помощью различных символов, обозначающих искомые неизвестные и разнообразные технико-экономические показатели задачи. Математические модели в виде алгебраических и дифференциальных уравнений, уравнений регрессии, систем уравнений в частных производных и конечных разностях при достаточном объёме априорных данных могут быть получены аналитическими методами с использованием основных физических законов и классических принципов анализа систем, а также экспериментальными методами, с применением математической статистики, регрессионного анализа и планирования эксперимента. Сложность получения адекватных моделей влияния рецептурного состава накачественные характеристики пищевых продуктов обусловлена их достаточно большой начальной неопределённостью, связанной с трудноформализуемым разбросом нормативов и свойств сырья, а также характеристик связей между физико-химическими показателями сырья и готовой продукции. При этом внешние воздействия и факторы, определяющие свойства сырья и продукта на различных стадиях технологического процесса, меняются и иногда заранее не могут быть однозначно определены. В этих условиях наряду с традиционными подходами моделирование должно быть связано с созданием адаптивных моделей в виде алгоритмов обучения и адаптации, основанных на методах математического программирования в задачах опознавания, идентификации и исследования операций.

Выбор тех или иных методов и технических средств моделирования во многом определяется целевым назначением модели, определяемым прикладными задачами её использования в системах автоматизированного расчёта и оптимизации рецептур многокомпонентных пищевых систем.

В последнее время задачи, связанные с моделированием многокомпонентных рецептурных смесей пищевых продуктов, решают с помощью математического программирования количественного состава - заданных парциальных частей (компонентов), входящих в данную смесь. Используемые правила описания систем, состоящих из заданных компонентов смесей, основываются, как правило, на линейных аддитивных моделях, когда их результирующие физические, химические и другие (в том числе потребительские) свойства являются аддитивной (взвешенной) суммой соответствующих свойств компонентов. Задача заключается в отыскании весовых коэффициентов и масс компонентов смеси. При моделировании систем применяется также подход, состоящий в том, что многокомпонентные рецептурные смеси описываются различными регрессионными уравнениями, связывающими характеристики этих смесей с характеристиками и массовыми долями их парциальных компонентов. В основном для этих целей используют полиномиальные зависимости функционально-технологических свойств от массовых долей их парциальных компонентов второго (а иногда, но гораздо реже, третьего) порядка, обосновывая выбор порядка соображениями минимизации наименьших квадратичных ошибок моделей. Однако полиномиальные зависимости не всегда согласуются с физическим смыслом задачи, что заставляет находить новые приёмы для решения поставленной проблемы. Оптимизация параметров смеси позволяет обеспечить получение (с большей долей вероятности) продуктов заданного качества.

В качестве примера можно привести моделирование рецептуры десертного творожного продукта. Для изучения сочетаемости компонентов рецептуры были спланированы 2х и 3х - факторные эксперименты, на основе реализации которых были составлены программы оптимизации. В качестве параметра оптимизации выбрана комплексная органолептическая оценка в баллах по наиболее значимым показателям: вкусу, запаху и консистенции с учётом коэффициентов значимости. Реализацией программ оптимизации были установлены оптимальные дозы компонентов рецептур: 32% сыворотки, 11% сахара - для основы творожного десерта без наполнителя; 33% сыворотки, 11% сахара, 6% кураги - для творожного десерта с курагой; 43% сыворотки, 12% сахара, 2% какао - для творожного десерта с какао; 42% сыворотки, 8% сахара, 10% фруктово-ягодного наполнителя - для творожного десерта с фруктово-ягодным наполнителем.

1.5 Применение добавок при производстве творожных изделий

Разнообразие и изобилие молочных продуктов на прилавках магазинов создает острую конкуренцию среди производителей. Вот почему вопрос о снижении себестоимости, стабильности качества и увеличении сроков хранения готового продукта становится все более актуальным.

Творог и творожные изделия - традиционно одни из наиболее популярных молочных продуктов среди потребителей. Для получения творожного продукта сниженной себестоимости и улучшенного качества специалисты ГК «Союзснаб» разработали функциональную смесь «Гелеон 115 С». В составе пищевой добавки не содержатся компоненты с индексом «Е». Функциональная смесь «Гелеон 115 С» обогащает молочную смесь белком и нерастворимыми пищевыми волокнами, способствует увеличению выхода готового продукта и придает ему более выраженный молочный вкус. Внесение пищевой добавки при производстве творожного продукта помогает нивелировать привкус растительных жиров.

Молочный белок, входящий в состав функциональной смеси «Гелеон 115 С», - это казеиновый белок, полученный из обезжиренного молока путем микрофильтрации с дальнейшей распылительной сушкой. Технология его получения обусловливает низкую степень денатурации молочного белка и максимальное использование в молочной смеси в процессе производства творожных продуктов. При внесении функциональной смеси «Гелеон 115 С» в молочную смесь увеличивается количество казеинового белка, что способствует максимальному использованию сывороточных белков при образовании сгустка.

Второй компонент, входящий в состав функциональной смеси «Гелеон 115 С», - нерастворимые пищевые пшеничные волокна. Принцип действия волокон объясняется их уникальной природной каппилярной структурой, водосвязывающей и жиросвязывающей способностью нерастворимого стабилизирующего каркаса, который улучшает структуру продукта. Пищевые волокна обогащают готовый продукт балластным веществом (клетчаткой), являющейся важной составляющей здорового питания. Она эффективно воздействует на работу толстого кишечника.

Помимо функциональной смеси «Гелеон 115 С», которая используется в производстве творожных продуктов, специалисты ГК «Союзснаб» предлагают также широкий ассортимент стабилизирущих систем, таких как: «Гелеон 125 С», «Гелеон 126 С», «Гелеон 124 С-С», «Гелеон 123 С-С» для производства творожных изделий. Стабилизирующие системы имеют эффективно подобранный компонентный состав, что позволяет производителям работать на различном твороге - натуральном, комбинированном, дефростированном, с различной жирностью от 0% до 30%.

Композиция для производства творожного продукта содержит обезжиренный кварк, сливки с массовой долей жира 20%, коллагенсодержащую добавку, препарат Стабисол MS 60 и обезжиренное молоко. Творожный продукт может также содержать вкусовые наполнители. Изобретение позволяет расширить ассортимент вырабатываемых творожных продуктов, повысить пищевую ценность при снижении калорийности, придать продукту профилактические свойства, улучшить вкус продукта, снизить себестоимость и увеличить срок хранения

Внесение препарата Стабисол MS 60 (Свидетельство о государственной регистрации №77.99.11.9.У.2267.9.04, от 02.09.2004, комплексная пищевая добавка для использования в пищевой промышленности, (ФРГ)), состоящего из модифицированного крахмала, пищевого желатина и гуаровой камеди, позволяет повысить стабильность белков к действию высоких температур тепловой обработки, а также получить продукт с улучшенными структурно-механическими характеристиками, не меняющимися в процессе хранения.

Коллаген, относясь к пищевым волокнам, придает выраженный профилактический характер вырабатываемой продукции. Кроме пищевой и биологической ценности коллаген обладает свойством хорошо связывать влагу и способностью образовывать плотные сгустки и гели.

Пищевые волокна способны связывать и выводить из организма вредные и токсичные вещества, ускорять процесс продвижения пищи по желудочно-кишечному тракту, снижать риск появления заболеваний, связанных с нарушением работы пищеварительной системы.

Внесение пищевых волокон позволяет повысить профилактические свойства продукта, повысить стабильность белков молока к воздействию высоких температур и улучшить структурно-механические характеристики.

Для обогащения продуктов йодом можно использовать таблетированные биологически активные добавки (БАД), разрешенные Минздравом - «ЙОД-АКТИВ» и БАД «Кламин».

ЙОД-АКТИВ - органическое соединение йода, встроенного в молекулу молочного белка, аналог природного соединения йода, имеет светло-кремовую окраску, привкус пастеризованного молока. Уникальность ЙОД-АКТИВА заключается в том, что при дефиците йода он активно усваивается, а при избытке - выводится из организма, не поступая в щитовидную железу.

Кламин представляет собой концентрат ламинарии с добавлением микрокристаллической целлюлозы, молочного сахара и крахмала.

Эмульгаторы - это вещества, делающие возможным или облегчающие получение эмульсий и стабилизирующие последние. Согласно СанПиН 2.3.2.1078-01 "Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов" при производстве творога регламентируется использование пищевой добавки Е509 (хлористый кальций или хлорид кальция). Он используется при производстве ферментированных молочных продуктов и играет большую роль в формировании сгустка. Добавление хлористого кальция ведет к увеличению выхода конечного продукта. Он компенсирует низкий уровень содержания кальция в молоке, а также его потерю после пастеризации, влияет на продолжительность образования и вкусовое качество сгустка, т.к. ионы кальция способствуют связыванию белков.

1.6 Идентификация и фальсификация творожных изделий

За последние годы ассортимент и производство кисломолочных напитков и особенно творога в России значительно увеличилось. На рынке кисломолочных продуктов, пользующихся повышенным спросом, находятся сотни его наименований, и многие из них активно рекламируются, поэтому соблазн подделать или увеличить объемы кисломолочных продуктов путем различного рода фальсификаций всегда имеется как у реализатора, так и у производителя кисломолочной продукции.

Сегодня возникают проблемы с проведением всесторонней экспертизы подлинности всех видов кисломолочных продуктов, а в особенности творога, поступаемого на рынки России.

При проведении экспертизы подлинности кисломолочных продуктов могут достигаться следующие виды исследования:

- идентификация вида творожных продуктов;

- способы фальсификации и методы их выявления.

Творог вырабатывают из пастеризованного молока путем его створаживания сычужным ферментом и/или молочной кислотой, последующим отделением сыворотки и без формования. Из творога могут быть получены белковые пасты или сырково-творожные изделия с различными наполнителями.

Зерненый творог - рассыпчатый молочный продукт, изготовляемый из творожного зерна с добавлением сливок и поваренной соли. Не допускается добавление стабилизаторов консистенции. По внешнему виду представляет собой сырную массу, творожные зерна в ней отчетливо различимы и покрыты сливками. По химическому составу и вкусовым свойствам продукт близок к творогу.

«Технический регламент на молоко и молочную продукцию» устанавливает органолептические и физико-химические показатели идентификации творожных изделий, представленные в таблицах 1.6.1 и 1.6.2.

Таблица 1.6.1 - Органолептические показатели идентификации творожных продуктов

Наименование продукта	Показатели
	Внешний вид и консистенция	Вкус и запах	Цвет
Творог и продукты на его основе, в том числе творожная масса	Мягкая мажущаяся или рассыпчатая масса, с наличием ощутимых частиц молочного белка или без их наличия. При добавлении пищевкусовых компонентов с их наличием	Чистый кисломолочный, допускается привкус сухого молока. При введении сахара или подсластителей вкус в меру сладкий. При добавлении пищевкусовых компонентов - обусловленный добавленными компонентами	Белый или с кремовым оттенком равномерный. При добавлении пищевкусовых компонентов обусловленный цветом добавленных компонентов

Таблица 1.6.2 - Физико-химические показатели идентификации творожных продуктов

Продукт	Показатели
	Диапазон массовой доли, %
	Жир	Белок, не менее	СОМО, не менее
1	2	3	4
Творог (за исключением творога, произведенного с использованием ультрафильтрации, сепарирования, и творога зерненого)	0,1 - 35,0	12,0 (8,0 для творога с массовой долей жира более 18 процентов)	13,5 (10,0 для творога с массовой долей жира более 18 процентов)
Творог, произведенный с использованием ультрафильтрации, сепарирования	0,1 - 25,0	7,0	10,0
Творог зерненый	2,0-25,0	8,0	-
Творожная масса	Не менее 0,1	6,0	-
Творожные продукты*	0,1-35,0	-	-

* Показатели идентификации устанавливаются нормативными документами или техническими документами либо стандартами организаций.

Фальсификацией называется процесс, при котором качество или натуральность данного вещества ухудшается добавлением инородного, худшего по качеству вещества или удалением важных (основных) элементов (или составляющих).

Ассортиментная фальсификация творожных продуктов может происходить за счет: подмены одного вида продукта другим; одного сорта другим.

Массовая доля жира является одним из существенных признаков ассортиментной принадлежности продуктов к определенной подгруппе или виду. Может происходить подмена высокожирного творога (с 18% содержанием жира) на полужирный (9%) и даже обезжиренный (1%) творог.

Жирнокислотный состав триглицеридов является одним из наиболее достоверных признаков для ассортиментной идентификации, так как, за исключением обезжиренных продуктов, триглицериды вместе с белками составляют количественно преобладающую и наиболее ценную часть сухих веществ товаров этой однородной группы.

Особенностью молочного жира является наличие низкомолекулярных жирных кислот (капроновой, каприловой, лауриновой, миристиновой), которые придают жиру специфичный приятный вкус. В молочном жире преобладают насыщенные высокомолекулярные жирные кислоты, а среди ненасыщенных -- олеиновая кислота.

Наряду с жирнокислотным составом для ассортиментной идентификации могут быть использованы сопутствующие жиру вещества: фосфатиды -- лецитин и стерины (холестерин). Содержание холестерина в молочном жире достигает 2%. Возможность использования в качестве идентифицирующего признака содержания холестерина обусловлена тем, что молочные продукты чаще всего фальсифицируются растительными маслами, в которых холестерин отсутствует. Поэтому в фальсифицированном продукте содержание этого стерина будет значительно меньше или он будет полностью отсутствовать.

Для выявления нестандартной творожной продукции наряду с органолептическими показателями чаще всего используются и регламентированные физико-химические показатели: кислотность и массовая доля жира. Уменьшение массовой доли жира ниже установленных норм может явиться следствием таких действий, как разбавление водой; разбавление творога другим кисломолочным продуктом; введение чужеродных добавок; введение пищевых красителей, ароматизаторов, загустителей и т.п.; введение консервантов или антибиотиков.

По данным ВНИИ молочной промышленности в настоящее время не менее 20-30% изготавливаемых сейчас цельномолочных и кисломолочных не соответствуют им по названию. Происходит замена молочного жира растительным маслом, гидрогенизированными жирами в любом продукте, где применяется молоко. Вот один из вариантов: из молока удаляется молочный жир, вместо него вводится растительный (как правило, смесь гидрогенизированных жиров). Затем это молоко либо используется для производства кефира, сметаны, творога, либо сушится и в дальнейшем продается как сухое обезжиренное молоко. В то же время изъятый молочный жир используют отдельно, например, для приготовления масла коровьего также с добавлением гидрогенизированных жиров. Таким образом, из одного объема молока получают 1,5-2 объема различных фальсификатов.

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1 Объекты и методы исследования, их характеристика

В данной работе объектами исследований явились:

1. Сырок творожный «Чудо» шоколадный производства ОАО «Вимм-Билль-Данн»;

2. Сырок творожный «Первый вкус» ванилин производства ОАО «Магнитогорский молочный комбинат»;

3. Сырок творожный «Плутоша» клубника производства ООО «Вердовский молочный комбинат».

Исследованы следующие показатели:

Органолептические показатели - внешний вид, вкус и запах, консистенция, цвет. Органолептический метод - это метод определения показателей качества с помощью органов чувств - зрения, обоняния, слуха, осязания, вкуса.

Внешний вид и цвет определяют путем визуального осмотра поверхности продукта и определяют его форму; разжевыванием продукта определяют вкус; запах определяют с помощью обоняния.

Физико-химические показатели - массовая доля жира, массовая доля влаги, кислотность, массовая доля глазури, фосфатазная проба.

Массовые доли жира, влаги и кислотность в продукте определяют после удаления глазури и кусочков пищевых продуктов (орехов, цукатов, изюма, кураги, мармелада и т.п.).

Кислотный метод определения массовой доли жира основан на выделении жира под действием концентрированной серной кислоты и изоамилового спирта с последующим центрифугированием и измерении объема выделившегося жира в градуированной части жиромера.

Определение содержания массовой доли влаги производится на приборе Чижовой путем помещения пробы в пакет из пергамента и высушивании между нагретыми плитами прибора.

Метод определения кислотности основан на нейтрализации кислот, содержащихся в продукте, раствором гидроокиси натрия в присутствии индикатора фенолфталеина.

Метод определения фосфатазы основан на гидролизе фенолфталеинфосфата натрия ферментом фосфатазой, содержащейся в молоке и молочных продуктах. Освобождающийся при гидролизе фенолфталеин в щелочной среде дает розовое окрашивание.

Массовую долю глазури определяют путем взвешивания анализируемого образца, отделения глазури от творожной массы, ее взвешивания и последующего расчета.

В таблице 2.1.1 представлен анализ маркировки исследуемых образцов творожных сырков.

Таблица 2.1.1 - Анализ маркировки

Наименование показателя	«Первый вкус» ванильный	«Чудо» шоколадный	«Плутошка» клубничный
Наименование продукта	Сырок творожный глазированный в шоколадной глазури с ванилином	Сырок с растительным жиром шоколадный глазированный	Сырок глазированный с растительным жиром и начинкой
Массовая доля жира, %	18	23	23
Товарный знак изготовителя (при наличии)	+	+	-
Наименование и местонахождение изготовителя	ОАО «Магнитогорский молочный комбинат», Россия, 455000, Челябинская обл., г. Магнитогорск, ул. Вокзальная , 25	ОАО «Вимм-Билль-Данн», Россия, 630088, г. Новосибирск, ул. Петухова, д. 33	Россия, 391860, Рязанская обл., р.п. Сараи, ул. Чкалова, д. 46
Состав	Творог, сахар, глазурь (сахар, жир растительный, какао-порошок, эмульгатор Е322, ванилин), сливочное масло, ванилин	Творог, сахар, глазурь кондитерская (сахар, заменитель какао-масла ,какао-порошок, эмульгатор - лецитин, ваниль), масло сливочное, заменитель молочного жира, какао-порошок, стабилизаторы (ацетиллированный дикрахмалфосфат, альгинат натрия), консервант - сорбат калия	Творожный продукт, сахар-песок, глазурь кондитерская (сахар-песок, заменитель какао-масла, какао-порошок, эмульгатор - лецитин, ванилин), спред растительно-сливочный, начинка плодово-ягодная «Клубника», стабилизатор-эмульгатор (гуаровая камедь, крахмал), консервант - сорбат калия
Масса нетто, г	40,0	40,0	40
Пищевая ценность	Жир 21,4 (в	Жир 25,3 (в	Жир 23,3 (в
1	2	3	4
(на 100г), г	творожной массе 18,0); белок 11,5; углеводы 32,2 (в т.ч. сахарозы 24,0); энергетическая ценность 367,4 ккал	творожной массе 23,0, в т.ч. молочный жир 11,5); белок 9,5; углеводы 34,2 (в т.ч. сахарозы 31,7); энергетическая ценность 402,5 ккал	творожной массе 23,0, в т.ч. молочный жир 11,55); белок 6,9; углеводы 36,6 (в т.ч. сахарозы 33,4); энергетическая ценность 385,7 ккал
Условия хранения	Не более 14 суток при температуре от 0° С до 6°С включительно, не более 120 суток при температуре не выше минус 18° С	При температуре от +2°С до +6°С не более 30 суток	При температуре не выше минус 18°С не более 120 суток
Дата производства	15.11.12	25.10.12	24.10.12
Срок годности	14 суток	30 суток	24.01.13
НД на продукцию	ГОСТ Р 52790-2007	ТУ 9226-049-05268977-04	ТУ 9226-008-80034125-08
Информация о подтверждении соответствия требованиям ФЗ	Знак соответствия Техническому регламенту	Знак соответствия Техническому регламенту	Знак соответствия Техническому регламенту

В ходе анализа маркировки было выявлено следующее:

Сырок творожный «Первый вкус» ванильный соответствует требованиям Технического регламента, предъявляемым к элементам маркировки. Размер шрифта соответствует требованиям (не менее 9,5 кегля). Информация представлена на русском и казахском языках.

Сырок с растительным жиром «Чудо» шоколадный также соответствует требованиям к маркировке. Информация представлена только на русском языке.

Сырок глазированный с растительным жиром и начинкой «Плутошка» клубничный соответствует требованиям ТР применительно к маркировке. Размер шрифта соответствует требованиям. Информация представлена на двух языках - русском и казахском.

2.2 Расчет пищевой ценности и анализ показателей качества творожных изделий

В таблице 2.2.1 представлен расчет пищевой ценности творожных сырков, в таблицах 2.2.2 и 2.2.3 представлены экспериментальные данные органолептических и физико-химических показателей качества творожных сырков, вырабатываемых по традиционной рецептуре.

Таблица 2.2.1 - Расчет пищевой ценности творожных сырков

Компонент	«Первый вкус» ванильный	«Чудо» шоколадный	«Плутошка» клубничный
	Содержание, г	Ценность, ккал	Содержание, г	Ценность, ккал	Содержание, г	Ценность, ккал
Белки	11,5	46	9,5	38	6,9	27,6
Жиры	18,0	162	23	207	23	207
Углеводы	32,2	128,8	34,2	136,8	36,6	146,4
Пищевая ценность, ккал	-	336,8	-	381,8	-	381

Из таблицы видно, что наибольшей пищевой ценностью обладает творожный сырок «Чудо» шоколадный, а наименьшей - «Первый вкус» ванильный. Меньшая по сравнению с другими пищевая ценность является следствием более низкого содержания жира в продукте.