Производство сухих молочно-белковых продуктов с применением методов вакуумно-микроволновой сушки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Производство сухих молочно-белковых продуктов с применением методов вакуумно-микроволновой сушки

Т.Ч. Тултабаева, М.Ч. Тултабаев, У.Т. Жуманова, А. Шоман

Summary

The validation of the methodology for determining milk quality indicators using the Ecomilk Bond ultrasonic milk analyzer has shown that this method is suitable for these purposes. The application of the principal component method allowed clustering of samples of milk-protein mixtures, but it turned out to be incomplete. In order to search for markers for detecting recovered milk in pasteurized milk, it is necessary, in addition to using the Ecomilk Bond ultrasonic milk analyzer, to attach other analytical methods.

Introduction. The analysis of the above biomedical principles indicates that in order to ensure adequate nutrition, it is necessary to develop specialized food products that are characterized by a narrow focus on correcting certain body functions. Currently, a large number of various specialized products are known for various purposes: protein, carbohydrate, carbohydrate -mineral, enriched with vitamins and trace elements, etc. Object. The objects are protein and dairy products. Materials and methods. When creating new foods and diets, products for general strengthening of the body and accelerating recovery may be relevant for their intended purpose. From the point of view of the composition of such products, they can be diverse, and gainers attract special attention, that is, protein-carbohydrate products additionally enriched with vitamins and minerals. The proportion of proteins in them is 15-30%, carbon - 50-80%, they have a high caloric content and are consumed by athletes at high energy costs during training and competitions. Due to the carbohydrate content, proteins from gainers are absorbed more intensively than from simple protein mixtures. This is due to the fact that carbohydrates cause the production of insulin in the body, which, in turn, opens up the cells of muscle fibers for the assimilation of useful substances. Results and conclusion. Validation of the methodology for determining the quality indicators of milk-dry mixtures using the ultrasonic milk analyzer «Ecomilk Bond» showed that the specified method is suitable for these purposes. The application of the main component method allowed clustering of milk samples, but it turned out to be incomplete. In order to search for markers for the detection of reconstituted milk in pasteurized milk, it is necessary, in addition to using the ultrasonic milk analyzer «Ecomilk Bond», to attach other analytical methods.

Key words: protein-dairy products, drying, research, creation.

Аннотация

ПРОИЗВОДСТВО СУХИХ МОЛОЧНО-БЕЛКОВЫХ ПРОДУКТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДОВ ВАКУУМНО-МИКРОВОЛНОВОЙ СУШКИ

Т. Ч. Тултабаева1, М. Ч. Тултабаев2, У. Т. Жуманова1, А. Шоман

Актуальность. Анализ приведенных медико-биологических принципов свидетельствует о том, что для обеспечения адекватного питания необходимо разрабатывать специализированные пищевые продукты, которые характеризуются узкой направленностью на корректировку определенных функций организма. В настоящее время известно большое количество разнообразных специализированных продуктов различной направленности: белковые, углеводные, углеводно-минеральные, обогащенные витаминами и микроэлементами. Объект. Объектами выступают белково-молочные продукты. Материалы и методы. При создании новых пищевых продуктов и рационов актуальными по назначению могут быть продукты для общего укрепления организма и ускорения восстановления. С точки зрения состава таких продуктов они могут быть разнообразным, и особое внимание привлекают гейнеры, то есть белково -углеводные продукты, дополнительно обогащенные витаминами и минералами. Доля белков в них составляет 15-30%, углеводов -- 50-80 %, они имеют высокую калорийность и употребляются спортсменами при больших затратах энергии в процессе тренировок и соревнований. Благодаря содержанию углеводов, белки из гейнеров усваиваются более интенсивно, чем из простых протеиновых смесей. Обусловлено это тем, что углеводы вызывают выработку инсулина в организме, который, в свою очередь, как бы открывает клетки мышечных волокон для усвоения полезных веществ. Результаты и выводы. Проведена валидация методики определения показателей качества молочно-сухих смесей с использованием ультразвукового анализатора молока «Экомилк Бонд», которая показала, что указанный метод пригоден для данных целей. Применение метода главных компонент позволило провести кластеризацию образцов молока, однако она оказалась неполной. Для поисков маркеров для выявления восстановленного молока в пастеризованном необходимо, помимо использования ультразвукового анализатора молока «Экомилк Бонд», приобщить другие аналитические методы.

Ключевые слова: белково-молочные продукты, творог, функциональные продукты питания, молочный белок.

Введение

Учитывая желаемую белково-углеводную направленность пищевого продукта для спецконтингентов, в качестве белковой основы выбран кисломолочный творог. Это продукт, который изготавливают сквашиванием молока заквашивающими препаратами с применением способов кислотной, кислотно-сычужной или термокислотной коагуляции белка. Творог является продуктом универсального назначения, отличается высокой усвояемостью компонентов. Основным признаком, который характеризует творог и обусловливает его пищевую и биологическую ценность, является повышенное содержание белка (10-16 %) по сравнению с цельным молоком (3,2±0,5) [4].

Поскольку молочный белок не является идеальным по сравнению с составом белка ФАО/ВОЗ, считаем необходимым провести корректировку его аминокислотного состава для достижения необходимых параметров сбалансированности и степени усвояемости. Одним из актуальных направлений развития ассортимента функциональных продуктов на современном этапе является использование в рецептурах на основе животного сырья растительных компонентов с выраженными функциональными свойствами. Сочетание с ними молочного сырья позволит получить спектр продуктов, превосходят исходное сырье по биологической ценности.

На сегодня в рационе большинства населения, в том числе и спецконтингентов, имеет место дефицит пищевых волокон. Их постоянное поступление в организм человека снижает вероятность заболевания атеросклерозом, раком, а также улучшает функцию желудочно-кишечного тракта.

Повышенные физические нагрузки приводят к снижению защитных сил организма и активности антиоксидантной системы. В результате нарушается работа центральной нервной и иммунной систем, усиливаются воспалительные процессы в организме, происходит образование атеросклеротических «бляшек» в коронарных и мозговых сосудах, ускоряются процессы старения.

Для замедления этих процессов как обогатитель пищевых сред целесообразно использовать сырье с антиоксидантными свойствами. Как известно, фенольные соединения обладают антиоксидантным и мембраностабилизирующим действием, способны предотвратить образование тромбов и нормализовать липидный обмен [3].

Материалы и методы

Анализ приведенных медико-биологических принципов свидетельствует о том, что для обеспечения адекватного питания военнослужащих и спортсменов необходимо разрабатывать специализированные пищевые продукты, которые характеризуются узкой направленностью на корректировку определенных функций организма. Под специализированными продуктами для питания ветвей спецкон- тингентов понимают класс натуральных продуктов небольшого объема, высокой удельной калорийности, легкой усвояемости, что позволяет (благодаря определенной направленности их биохимического состава) оперативно вносить корректировки в питание ветвей спецконтингентов, обеспечивать организм энергией и пищевыми веществами адекватно энергозатратам, способствуя сохранению высокой работоспособности и готовности к выполнению очередной физической нагрузки в условиях многократных (в течение одного дня) тренировок или специфических нагрузок [9].

Результаты и обсуждение

Количество воды было рассчитано для получения продукта жирностью 2,6 %. Получившуюся смесь подвергали гомогенизации на диспергаторе BANDELIN SONOPULSHD2070, после чего пастеризовали при температуре (88±2) °С без выдержки и охлаждали до (6±2) °с (условное обозначение этого продукта -- В + П). пищевой ультразвуковой анализатор молоко

Такие показатели качественного состава молока, как содержание жира, белка, сухого обезжиренного молочного остатка (далее -- СОМО), лактозы, воды, плотность, температуру замерзания определяли на ультразвуковом анализаторе молока «Экомилк Бонд» (Болгария), который широко используется на молокозаводах и в пунктах приема молока.

Окислительно-восстановительный потенциал определяли с помощью ячейки, состоящей из платинового электрода и хлорсеребряного электрода сравнения, соединенных солевым мостиком.

Валидацию методики определения показателей качества молока с использованием ультразвукового анализатора молока «Экомилк Бонд» осуществляли согласно рекомендациям [6]. Поскольку определение проводилось по стандартной методике, находящейся в предполагаемой области распространения, в ходе валидации проверяли такие рабочие характеристики, как прецизионность в условиях сходимости и внутрилабораторной воспроизводимости. Прецизионность не проверялась из-за отсутствия соответствующих аттестованных стандартных образцов. Протокол валидации включал проведение повторных измерений (условия сходимости) в три непоследовательные дни (условия внутри лабораторной воспроизводимости) на шести образцах молочно-белковой смеси.

Протокол валидации методики определения окислительно-восстановительного потенциала молока включал проведение параллельных измерений потенциала на шести образцах молока в три разных дня.

Обработку результатов валидации осуществляли по методу дисперсионного анализа [1]. Тест Кохрена на однородность дисперсий не выявил статистически значимой (р = 0,05) разницы в прецизионности определения между различными образцами. Установлено, что в исследованном диапазоне значений показателей качества состава молока постоянным остается абсолютное значение стандартного отклонения. Результаты валидации приведены в таблице 1, на рисунке 1.

Таблица 1 - Результаты валидации методики определения показателей качества молочно-белковых смесей

Прецизионность определения показателей качества молока с использованием анализатора «Экомилк Бонд», выраженная как соответствующее стандартное отклонение, является достаточным для решения поставленных задач. Относительно небольшое расхождение результатов в условиях внутрилабораторной воспроизводимости (< 5 %) указывает также на стабильность показателей качества молока при непродолжительном хранении образцов.

В то же время прецизионность определения окислительно-восстановительного потенциала является недостаточной. Расхождение значений между пробами есть того же порядка, что и при параллельных измерениях, что ограничивает практическую ценность измеренных значений окислительно-восстановительного потенциала.

Обработку данных методом главных компонент проводили в программном продукте Minitab 16. Метод главных компонент (МГК) является одним из методов распознавания образов и широко используется для анализа, классификации и снижения размерности числовых массивов данных. Данные новые переменные называют главными компонентами (ГК). МГК часто используют для разведочного анализа данных с целью поиска кластеров или групп образцов.

Рисунок 1 - Результаты валидации методики определения показателей качества молочно-белковых смесей

Установлено, что первые три главных компонента описывают 93,7 % различий между образцами.

В таблице 2 и на рисунке 2 приведена нагрузка первых трех главных компонент. Наибольший вклад в главные компоненты вносят такие показатели, как СЗМЗ, содержание белка, лактозы, жира и температура замерзания. Окислительновосстановительный потенциал не дает существенного вклада в наиболее важные первую и вторую главные компоненты. Это может быть связано именно с недостаточной прецизионностью определения, что было выяснено в ходе валидации методики.

Таблица 2 - Нагрузка первых трех главных компонент (ГК)

Рисунок 2 - Нагрузка первых трех главных компонент (ГК)

При определении качества молока в соответствии с действующими стандартами регламентируются такие физико-химические показатели: содержание основных составляющих компонентов молока (жира, сухих веществ, белка), плотность, кислотность, группа чистоты. Для установления возможной фальсификации молока путем разбавления водой определяют показатель рефракции, температуру замерзания, электропроводность [4, 7].

Обсуждение. Анализ молочно-белковых смесей по требованиям ГОСТ не всегда дает реальную информацию о качестве и подлинности продукции, так как методика определения, например белка, проверяется, базируется на определении только общего содержания азота, а молочный жир может быть заменено растительным.

В настоящее время основными методами анализа молока на выявление фальсификации стали высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), спектроскопия ближнего и среднего ИК-диапазона, масс-спектрометрия, ЯМР [8, 9]. Особенностью этих и других физико-химических методов анализа является то, что исследователю довольно часто приходится иметь дело с обработкой массива многомерных экспериментальных данных, полученных в результате исследования.

При обработке таких данных неизбежным становится применение хемометриче- ских инструментов, в частности метода главных компонент (МГК) [5]. Хемометриче- ские методы в сочетании с физико-химическими методами анализа нашли применение для выявления подделок пищевой продукции, в частности молочной [10].

Выводы

Проведенная валидация методики определения показателей качества молока с использованием ультразвукового анализатора молока «Экомилк Бонд» показала, что указанный метод пригоден для данных целей. Применение метода главных компонент позволило провести кластеризацию образцов молочно-белковых смесей, однако она оказалась неполной. Для поисков маркеров для выявления восстановленного молока в пастеризованном необходимо, помимо использования ультразвукового анализатора молока «Экомилк Бонд», приобщить другие аналитические методы.

Библиографический список

1. Влияние неординарных условий гидратации сухих молочных продуктов на качество горячих напитков / И. А. Радаева, Е. Е. Илларионова, С. Н. Туровская, А. Е. Рябова // Молочная промышленность. 2019. № 7. С. 38-41.

2. Влияние вспомогательных операций на свойства сухих молочных продуктов / В. Д. Харитонов, П. В. Кузнецов, В. Т. Габриелова, М. Я. Бурлев // Молочная промышленность. 2019. № 6. С. 16-19.

3. Волкова Т. А. К вопросу о фальсификации сухих молочных продуктов // Переработка молока. 2018. № 7 (225). С. 26-27.

4. Грунская В. А., Габриелян Д. С. Ресурсосберегающие технологии в производстве кисломолочных продуктов // Молочная промышленность. 2018. № 12. С. 34 -36.

5. Исследование эффективности восстановления сухого молочного продукта с пониженным содержанием белка / И. В. Миклух, Е. В. Беспалова, Л. Н. Соколовская, Ю. А. Артюх // Пищевая промышленность: наука и технологии. 2020. Т. 13. № 3 (49). С. 54 -60.

6. Качество сливочного масла с молочно-белковыми добавками и фруктово-ягодными наполнителями и его конкурентоспособность / Ф. А. Мусаев, Е. В. Грибановская, О. А. Захарова, Е. М. Антонова // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2018. № 1(37). С. 57-62.

7. Комплексное использование пробиотиков и метабиотиков в биотехнологии продуктов функционального назначения / Н. Б. Гаврилова, Н. Л. Чернопольская, С. А. Коновалов, Н. Ф. Иванова // Молочная промышленность. 2022. № 11. С. 23 -25.

8. Кулинич А. Оправданно ли производство сухих молочных продуктов? // Переработка молока. 2021. № 7 (261). С. 27-29.

9. Мангазеев А. В., Потапов В. В., Горев Д. С. Получение тонкодисперсного сухого продукта концентрата молочной сыворотки // Вестник Камчатского государственного технического университета. 2019. № 47. С. 33-48.

10. Митряев И. С., Шабанова С. В. Исследование необходимости применения НДТ на предприятиях по производству сухих и сгущенных молочных продуктов // Вестник медицинского института непрерывного образования. 2022. № 2. С. 53-55.

11. Симоненко С. В., Антипова Т. А., Андросова Н. Л. Концентраты молочных белков для использования в специализированных продуктах питания // Пищевая промышленность. 2022. № 11. С. 19-21.

12. Multi-stage method of milk powder production: energy costs analysis / V. D. Kharitonov, V. A. Asafov, P. V. Kuznetsov, V. T. Gabrielova // Food Processing: Techniques and Technology. 2021. Vol. 51. No 2. P. 395-401.

Размещено на Allbest.ru