Технологія білково-рослинного напівфабрикату на основі молочної сироватки

6

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЕКОНОМІКИ І ТОРГІВЛІ ІМЕНІ МИХАЙЛА ТУГАН-БАРАНОВСЬКОГО

Спеціальність 05.18.16 - технологія продуктів харчування

УДК: 641.85-027.38:[637.142.2+663.911.1]

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

ТЕХНОЛОГІЯ БІЛКОВО-РОСЛИННОГО НАПІВФАБРИКАТУ НА ОСНОВІ МОЛОЧНОЇ СИРОВАТКИ

ФЕДОТОВА НЕЛЛЯ

АНАТОЛІЇВНА

Донецьк - 2011

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Донецькому національному університеті економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського Міністерстві освіті і науки, молоді та спорту України

Науковий керівник:

доктор технічних наук, доцент Гніцевич Вікторія Альбертівна Донецький національний університет економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського завідувач кафедри технології харчування

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Перцевий Федір Всеволодович Харківський державний університет харчування та торгівлі професор кафедри технології харчування кандидат технічних наук, доцент Крамаренко Дмитро Павлович Луганський національний університет імені Тараса Шевченка завідувач кафедри харчових технологійЗахист відбувається „ 24 ” червня 2011 р. о 10.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 11.055.02 Донецького національного університету економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського за адресою: 83055, м. Донецьк, пр. Театральний, 28, ауд. 7304.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Донецького національного університету економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського за адресою: 83017, м. Донецьк, б. Шевченко, 30.

Автореферат розісланий «20» травня 2011р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, к.т.н., доцент Л.М. Антропова

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Результати регулярних масових обстежень населення України свідчать про вкрай недостатнє споживання білкових речовин, вітамінів, ряду мінеральних речовин у більшої частини дитячого та дорослого населення. Для ефективного рішення цієї проблеми необхідно введення до раціону харчування продуктів, збагачених біологічно активними речовинами тваринного та рослинного походження.

Потенційним джерелом білкових речовин є вторинна молочна сировина, зокрема молочна сироватка, яка містить білки з повним набором незамінних амінокислот та володіє певними функціонально-технологічними властивостями.

Перспективною виглядає рослинна сировина Донецького регіону (кропива, спориш, конюшина та люцерна), яка є джерелом біологічно-активних речовин та біополімерів, що дозволить підвищити харчову цінність продуктів шляхом збагачення їх вітамінами, мінеральними речовинами, знизити калорійність. Проте потенціал рослинної сировини в технологіях харчових продуктів реалізується недостатньо.

За останні роки в нашій країні та за кордоном накопичений великий досвід щодо використання молочної та рослинної сировини в технологіях харчових продуктів, який висвітлено у роботах М.М. Ліпатова, А.Г. Храмцова, В.В. Молочнікова, Г.В. Дейниченка, П.П. Пивоварова, В.С. Баранова, З.В.Василенко, Ф.В. Перцевого, О.О. Гринченко, R. Hart, G. Jeronimiolis, C.Knewstubb та їх учнів.

Перспективним сектором вітчизняної економіки, де можливі освоєння та адаптація нових технологій виробництва продукції на основі молочної та рослинної сировини, є ресторанне господарство.

Необхідно відзначити, що останнім часом у закладах ресторанного господарства підвищився попит на десертну продукцію та оздоблювальні напівфабрикати. Але трудомісткість і багатостадійність технологічного процесу виробництва даної групи продукції викликає необхідність у розробці напівфабрикатів високого ступеню готовності з використанням сировини, яка є носієм, з одного боку, функціонально-технологічних (білки, пектини), а з іншого - функціонально-фізіологічних інгредієнтів (незамінних амінокислот, вітамінів, макро- та мікроелементів), що можна переробляти у десертну продукцію без застосування спеціального обладнання та додаткового часу.

Таким чином, наукове обґрунтування та розроблення технології напівфабрикатів на основі молочної сироватки та рослинної сировини є актуальним завданням, розв'язання якого дозволить раціонально використовувати вторинну молочну сировину та місцеві рослинні ресурси, розширити асортимент кулінарної продукції з регульованими структурно-механічними та органолептичними показниками, збагаченої біологічно активними речовинами.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась згідно з тематичними планами наукових досліджень кафедри технології харчування Донецького національного університету економіки та торгівлі імені Михайла Туган-Барановського: держбюджетна науково-дослідна робота № Д-2007-7 «Розробка технологій продукції функціонального призначення» (№0107U010164), госпдоговорна науково-дослідна робота №234/2006 «Розробка функціональних продуктів харчування з використанням рослинної сировини».

Мета та завдання дослідження. Метою роботи є наукове обґрунтування і розроблення технології білково-рослинного напівфабрикату на основі молочної сироватки та пюре рослинної сировини.

Згідно з цією метою та вибраними напрямками досліджень, у процесі роботи необхідно вирішити наступні задачі:

визначити доцільність використання молочної сироватки, рослинної сировини та стабілізатору - гуарової камеді в технології білково-рослинного напівфабрикату на основі молочної сироватки (БРНМС);

дослідити властивості гуарової камеді та визначити діапазон її раціональних концентрацій у системі з молочною сироваткою;

дослідити поверхневі властивості модельних систем з рослинною сировиною, визначити вплив технологічних факторів на ці показники та оптимізувати піноутворювальну здатність і стійкість піни модельних систем з молочною та рослинною сировиною;

обґрунтувати параметри сушіння композиційної суміші для БРНМС;

розробити технологію БРНМС, визначити органолептичні, фізико-хімічні та мікробіологічні показники, розробити комплексний показник якості білково-рослинного напівфабрикату;

обґрунтувати асортимент та технологію десертної продукції та оздоблювальних напівфабрикатів на основі БРНМС, визначити їх харчову та біологічну цінність, розробити і затвердити нормативну документацію на БРНМС, та провести комплекс організаційно-технологічних заходів щодо впровадження розробки у виробництво, оцінити економічну ефективність від впровадження результатів досліджень.

Об'єкт дослідження - технологія білково-рослинного напівфабрикату на основі молочної сироватки.

Предмет дослідження - молочна сироватка, пюре рослинної сировини (кропиви, споришу, конюшини, люцерни), гуарова камедь.

Методи дослідження - органолептичні, фізико-хімічні, структурно-механічні, мікробіологічні, методи планування експерименту і математичного моделювання.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у теоретичному обґрунтуванні та експериментальному підтвердженні доцільності використання вторинної молочної та рослинної сировини у технології БРНМС.

Вперше:

доведено підвищення піноутвоутворювальних властивостей композиції яєчного білка та рослинної сировини, що може бути використано в технологіях виробів з пінною структурою;

встановлені та підтверджені методом математичного моделювання оптимальні технологічні параметри отримання максимальних структуроутворювальних властивостей модельних систем білково-рослинного напівфабрикату на основі молочної сироватки;

визначені параметри плівкового сушіння композиційної суміші білково-рослинного напівфабрикату та співвідношення рослинної сировини і цукру в системі, що забезпечує максимальне збереження поживних речовин;

обґрунтовані технологічні параметри і режими отримання білково-рослинних напівфабрикатів на основі молочної сироватки;

отримано комплекс даних, що характеризує якість розроблених напівфабрикатів, доведено їх високу харчову та біологічну цінність, обґрунтовано умови і строки зберігання напівфабрикатів, розроблено асортимент солодких страв на їх основі;

розкриті закономірності формування якісних показників десертної продукції та оздоблювальних напівфабрикатів під час виробництва та зберігання; доведено, що використання молочної та рослинної сировини у рекомендованих концентраціях забезпечує технологічну стабільність утворення харчових систем, підвищення якості готових виробів.

Практичне значення одержаних результатів. На основі результатів експериментальних досліджень науково обґрунтована і розроблена технологія та асортимент білково-рослинних напівфабрикатів, які регламентуються ТУ У 15.5-01566057-401:2010 «Сухий білково-рослинний напівфабрикат з молочної сироватки багатофункціонального призначення», технологічну інструкцію з їх виготовлення. Запропоновано шляхи використання напівфабрикатів у технологіях десертних виробів та оздоблювальних напівфабрикатів: самбуків «Сонячний», «Сливка», «Ванілька»; суфле «Шоколейт», «Журавлина», «Мигдальне»; кремів «Мокачино», «Ягідка», «Фундук».

Впровадження науково-технічних розробок, випуск промислових партій здійснено у виробничих умовах на підприємствах м. Донецька: ТОВ «Оксамит» (акт від 15.04.09), ТОВ ПКФ «Онікс» ТМ «Лучиано» (акт від 19.08.10), ПП «Цугуля» (акт від 20.10.06); м. Москви: ТОВ Центру кулінарної майстерності «Ексклюзив» (протокол від 01.10.09).

Особистий внесок автора в ході виконання дисертаційної роботи полягає у плануванні експерименту, проведенні наукових експериментальних досліджень, аналізі та теоретичному обґрунтуванні результатів, підготовці матеріалів до публікацій отриманих даних, розробці нормативної документації, упровадженні нових технологій у виробництво, формулюванні висновків.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень обговорювалися протягом 2008-2010 рр. і здобули позитивні оцінки на щорічних наукових, науково-практичних конференціях, семінарах, дегустаціях: на Міжнародній науково-практичній конференції «Стратегічні напрямки розвитку підприємств харчових виробництв, ресторанного господарства і торгівлі» (ХДУХТ, м. Харків, 2008р.); Першій Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених, аспірантів та студентів «Питання технології та гігієни харчування» (ДонНУЕТ, м. Донецьк, 2009р.); Міжнародній конференції студентів та аспірантів «Сучасні технології харчових виробництв» (ДНУ ім. Олеся Гончара, м. Дніпропетровськ, 2009р.); Міжнародній науково-технічній конференції «Актуальні проблеми харчування: технологія та обладнання, організація і економіка» (ДонНУЕТ, м. Святогірськ, 2009р.); Міжнародній науково-практичній конференції «Прогресивні технології харчових виробництв, ресторанного та готельного господарства» (ПУСКУ, м. Полтава, 2009р.); 75-ій науковій конференції молодих вчених, аспірантів і студентів «Наукові здобутки молоді - вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті» (НУХТ, м. Київ, 2009р.); Всеукраїнському семінарі молодих вчених, аспірантів та студентів «Основи раціонального харчування студентів» (ДонНУЕТ, м. Донецьк, 2010р.); Міжнародній науково-практичній конференції студентів, аспірантів і молодих вчених «Україна-Словаччина: фактори, проблеми і особливості глобалізації світової економіки» (УМБ, Словаччина, 2010р.).

Розроблені БРНМС та готова продукція на їх основі демонструвалися на виставці, присвяченій проведенню Всеукраїнського семінару молодих вчених, аспірантів та студентів «Основи раціонального харчування студентів» (ДонНУЕТ, м. Донецьк) та Міжнародному кулінарному фестивалі (Експо-Донбасс, м. Донецьк) і одержали позитивну оцінку.

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 22 роботи, серед яких 7 статей у наукових фахових виданнях, 4 деклараційних патенти України, 11 тез доповідей.

Структура і обсяг наукової роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 6 розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Дисертація викладена на 178 сторінках, містить 43 рисунка, 54 таблиці, 9 додатків. Список літератури складається з 252 джерел.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність дисертаційної роботи, сформульовано мету та завдання дослідження, охарактеризовано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів.

У першому розділі «Аналітичний огляд літератури» доведено, що молочна сироватка - це продукт високої якості, до складу якого входять майже всі необхідні для людського здоров'я компоненти. Молочна сироватка є низькокалорійним продуктом, може застосовуватися в дієтичному харчуванні, але використання її не має поширеного діапазону. Перспективність використання молочної сироватки для харчових цілей зумовлена її високою біологічною цінністю, сприятливими функціонально-технологічними властивостями, значними ресурсами та відносною дешевизною.

Проаналізовані сучасні напрямки використання районованої рослинної сировини (кропиви, споришу, люцерни та конюшини), яка містить у собі велику кількість біологічно-активних речовин, у технологіях кулінарної продукції. Встановлено, що сумісне використання рослинної та молочної сировини можливе при створенні композицій та напівфабрикатів з новими функціонально-технологічними властивостями.

Технологія виробництва десертної продукції передбачає введення до рецептури стабілізаторів, що сприяють утворенню та зберіганню необхідної структури. Перспективним структуроутворювачем може бути гуарова камедь за рахунок її економічності та широкого діапазону функціонально-технологічних властивостей.

Виходячи з проведеного аналізу використання сухих сумішей у технологіях виробництва десертної кулінарної продукції, можна зробити висновок, що їх застосування має позитивний ефект. Підставою для використання молочної сироватки та пюре рослинної сировини повинні бути технологічні дослідження, які встановлюють механізм їх поведінки у процесі виробництва десертної продукції. Відсутність вітчизняних та зарубіжних досліджень із сумісного використання молочної сироватки та пюре кропиви, конюшини, люцерни і споришу підкреслює необхідність проведення досліджень у цьому напрямі.

У другому розділі «Предмети, матеріали та методи дослідження» надано організаційні, методологічні та технічні аспекти дисертаційної роботи. Розроблено загальну схему проведення теоретичних та експериментальних досліджень, обґрунтовано вибір матеріалів та методів дослідження.

Відбір проб для досліджень проводили відповідно до ГОСТ 26313-84. Піноутворювальну здатність (ПУЗ) та стійкість піни (СП) зразків визначали методом Лур'є. Дослідження реологічних параметрів зразків проводили на ротаційному виськозиметрі Rheotest RN4.1. Поверхневий натяг визначали на приладі Ребіндера за тиском, що необхідний для відриву пухирця повітря від капіляра на межі розділу фаз «повітря-рідина». Експериментальне дослідження процесу плівкового сушіння проводилося на лабораторній установці для плівкового сушіння. Органолептичну оцінку якості БРНМС та кулінарної продукції проводилося аналітичними методами - описувальним (якісним) і методом профільного аналізу (кількісним). Хімічний склад білково-рослинних напівфабрикатів визначали в автоматичному режимі в одній пробі на інструментальному приладі «Bentley - 150». Визначення вмісту азоту на даному приладі здійснюється методом К'єльдаля. Амінокислотний склад протеїну БРНМС досліджували на амінокислотному аналізаторі ААА-339М. Кількісне визначення триптофану здійснювали окремо після лужного гідролізу за Грехемом. Біологічну цінність визначали розрахунком амінокислотного скору незамінних амінокислот і його співставленням зі шкалою FАО/ВООЗ, а також дослідженням ступеня перетравлення білків протеолітичними ферментами шлунково-кишкового тракту «in vitro». Розчинні продукти гідролізу визначали методом Лоурі. Мінеральний склад визначали методом спектрофотометрії на атомно-абсорбційному спектрофотометрі AAS-30. У напівфабрикатах масову частку вітаміну А визначали на КФО, вітамінів В1, В2, РР, С та аскорбінової кислоти - на флуорометрі ЕФ-3МА. Розрахунок енергетичної цінності, визначення мікробіологічних показників, вмісту токсичних елементів та радіонуклідів проводили загальноприйнятими методами. Комплексну оцінку якості БРНМС проводили методом кваліметрії. Для оптимізації піноутворювальних властивостей композиційних систем БРНМС у роботі використано метод математичного планування експерименту, обробку даних математичного експерименту знаходження функцій відгуку по всіх параметрах за допомогою пакету MAPLE 13. Отримані дані опрацьовували за допомогою програм Statistica, Excel, MatCAD, MatLAB.

У третьому розділі «Обґрунтування складу та визначення поверхневих властивостей модельних систем з рослинною сировиною» наведено обґрунтування складу модельних систем для БРНМС (кропива-спориш, кропива-люцерна, кропива-конюшина) та проведені дослідження по виявленню поверхневих властивостей рослинної сировини окремо, у обґрунтованих композиціях окремо та зі стабілізатором гуаровою камеддю.

Досліджена поверхнева активність модельних систем: «кропива-спориш» (КС), «кропива-конюшина» (КК), «кропива-люцерна» (КЛ) шляхом вивчення змін поверхневого натягу системи рослинних наповнювачів від масової частки у системі при різному співвідношенні їх складових частин.

Доведено, що максимальне зниження поверхневого натягу води відбувається з однаковою закономірністю для всіх систем при співвідношенні компонентів 1:1, 0,5:1,5 та 1,5:0,5.

модельної системи та утворює стабільну у часі піну. Таким чином, визначена раціональна масова частка рослинної системи для отримання високих показників ПУ та СП системи, яка складає від 5 до 10% при додаванні гуарової камеді в кількості 0,8…1,0%.

Досліджували вплив технологічних факторів (рН-середовища, температури, кількості цукру) на поверхнево-активні властивості рослинних систем з яєчним білком. Доведено, що піноутворювальна здатність усіх модельних рослинних систем залишається оптимальною у діапазоні рН від 4,0 до 8,0, температурі 20…35єС, концентрації цукру до 20 %. При зниженні рН нижче 4,0 та підвищенні - вище 8,0 зниження ПЗ відбувається за рахунок кислотного та лужного гідролізу, зокрема розчинних пектинів, а також денатураційних та гідролізних змін білків з утворенням продуктів омилення. При підвищенні температури у модельній системі від 35 до 60°С ПЗ знижується на 18…20%, зростання масової долі цукру вище ніж 20% призводить до падіння ПЗ модельних систем на 10…15%.

Проведено математичне моделювання залежностей поверхневих властивостей модельних систем від технологічних параметрів. У межах парної моделі методами кореляційно-регресійного аналізу були отримані рівняння регресії, що адекватно описують залежності піноутворювальної здатності y1 (1) і стійкості піни y2 (2) модельної системи (на прикладі модельної системи кропива-спориш) від керуючих технологічних факторів:



де, х1- рН середовища; х2- температура, °С; х3 - масова доля цукру, %.

На наведено графічне зображення поверхонь відгуку та ліній рівня, що дозволило визначити оптимальні технологічні параметри: рН= 5,6; t= 26єC; масова частка цукру = 25%.

Отримані дані є науково-практичними та експериментальними передумовами отримання білково-рослинного напівфабрикату зі стабільно високими показниками якості.

У четвертому розділі «Технологія білково-рослинного напівфабрикату на основі молочної сироватки» на основі проведених досліджень щодо впливу сахарози на зберігання вітамінів (табл.1) визначено співвідношення рослинної сировини та цукру у напівфабрикаті та спосіб сушіння (метод плівкової сушки). Встановлено, що сушіння при температурі 600С та додавання цукру в білково-рослинну суміш у кількості 20…25% сприяє максимальному збереженню вітаміну С.

Таблиця1 Вміст вітаміну С після сушіння залежно від масової частки цукру та температури сушіння

Температура сушіння, °	Вміст вітаміну С, мг/100г за вмісту цукру, %
	5	10	15	20	25
60	15,17±0,11	25,33±0,13	25,53±0,12	45,61±0,08	45,64±0,12
70	14,90±0,12	14,91±0,11	15,17±0,11	38,26±0,11	39,54±0,09
80	11,75±0,13	12,62±0,12	14,82±0,14	35,15±0,13	35,51±0,11

Проведені дослідження кінетики плівкового сушіння та встановлено, що при сушінні білково-рослинного напівфабрикату при температурі 70…80°С починається процес карамелізації продукту, що погіршує його якість та органолептичні показники, тому сушіння напівфабрикату слід проводити при температурі 60°С протягом (90·60)с до вологості 4% (табл. 2).

Таблиця 2 Основні фізичні та технологічні показники сушіння білково-рослинного напівфабрикату

Показники сушіння	Умовні одиниці	Показання
Початковий вологовміст	Un, %	550
Кінцевий вологовміст	U2, %	125
Критичний вологовміст	Uк, %	450
Критичний приведений вологовміст	Uкп, %	458
Швидкість сушіння першого періоду	N1, %/хв	20

На основі проведених досліджень обґрунтований технологічний процес отримання БРНМС (рис.8), який включає 3 етапи: підготовка рослинної сировини, з'єднання рослинного пюре з сировотково-цукровою сумішшю та сушіння напівфабрикату. Шляхом варіювання рослинної сировини були запропоновані наступні композиції БРНМС: Плантолакт1, Плантолакт2, Плантолакт3.

Досліджували хімічний склад БРНМС (табл.3). Як свідчать дані таблиці, розроблені БРНМС характеризуються високим вмістом білкових речовин (19,83…20,62%) при низькому вмісті жиру (0,24…0,28%) та високим вмістом золи (4,83…5,51%), що пов'язано з наявністю в напівфабрикатах рослинної сировини.

У напівфабрикатах ідентифіковано та кількісно визначено 18 амінокислот (АК), в тому числі всі незамінні. Сумарний вміст незамінних АК від загальної кількості АК становить 46,10…48,28%. Встановлено, що білок БРНМС не містить лімітуючі АК, має добру збалансованість за «триптофановим» та «треоніновим» індексами. Аналізуючи якісний та кількісний склад незамінних амінокислот, відзначено, що їх вміст у БРНМС перевищує рівень в ідеальному білку FАО/ВООЗ (табл.4).

Таблиця 3 Хімічний склад БРНМС

Найменування показника	Масова частка, %
	Плантолакт1	Плантолакт2	Плантолакт3
Вологість	3,85±0,02	3,43±0,05	3,76±0,01
Протеїн сирий	20,62±0,12	19,93±0,11	19,83±0,10
Жир сирий	0,27±0,01	0,28±0,03	0,24±0,01
Вуглеводи	68,05±0,23	69,00±0,16	69,03±0,19
Клітковина сира	2,03±0,03	1,96±0,02	2,11±0,05
Зола	4,98±0,03	5,31±0,07	4,83±0,06

Таблиця 4 Амінокислотний скор БРНМС

Найменування амінокислот	Білок FАО/ ВООЗ, мг/г	БРНМС
		Амінокислотний скор, %
		Плантолакт1	Плантолакт2	Плантолакт3
Лейцин	70	84	74	82
Ізолейцин	40	96	101	109
Валін	50	88	83	87
Треонін	40	94	103	99
Лізин	55	83	82	80
Метіонін	35	68	83	79
Фенілаланін +тирозин	60	102	93	97
Триптофан	10	39	42	35

Дослідження ступеня протеолізу білків БРНМС ферментами свідчать, що білки напівфабрикатів характеризуються високим ступенем протеолізу пепсином та трипсином (табл.5).

Таблиця 5 Ступінь перетравлення білково-рослинного напівфабрикату на основі молочної сироватки

Найменування БРНМС	Вміст білку, %	Кількість розчинних продуктів гідролізу білку, мг тирозину на 1 г білку в БРНМС
		Пепсиноліз	Трипсиноліз	Пепсиноліз+ Трипсиноліз
Плантолакт1	20,62	50,6	21,2	71,8
Плантолакт2	19,93	50,4	20,7	71,1
Плантолакт3	19,83	49,3	20,6	69,9

Встановлено, що основними елементами зольного остатку БРНМС є макро-: кальцій, калій, фосфор та мікроелементи: ферум, купрум. Напівфабрикати є джерелом широкого спектру вітамінів: аскорбінової кислоти, вітамінів РР, К та інших.

На основі досліджень зміни органолептичних, фізико-хімічних та мікробіологічних показників у часі обґрунтовано терміни та режими зберігання БРНМС: 12 місяців при температурі 18…20°С та вологості не вище 75%. Встановлено, що розроблені напівфабрикати не перевищують допустиму норму по вмісту токсичних речовин та радіонуклідів.

Комплексні показники якості БРНМС, що розраховані методами кваліметрії, позиціонуються в інтервалі «дуже доброї якості» і знаходяться в межах 0,937…0,948 од. (табл.6).

Таблиця 6 Комплексна оцінка якості БРНМС

Зразок	Значення якості за групами властивостей	Комплексна оцінка К0
	МА0·КА0	МВ0·КВ0	МС0·КС0	МD0·КD0	МЕ0·КЕ0
Плантолакт1	0,203	0,137	0,062	0,252	0,283	0,937
Плантолакт2	0,198	0,144	0,062	0,252	0,283	0,939
Плантолакт3	0,203	0,148	0,062	0,252	0,283	0,948

У п'ятому розділі «Обґрунтування асортименту і розроблення технології солодких страв та оздоблювальних напівфабрикатів з білково-рослинного напівфабрикату на основі молочної сироватки» встановлені напрямки використання БРНМС у виробництві кулінарної продукції.

Обґрунтовані умови відновлення БРНМС, які складають: температура відновлення 60±2°С протягом (15...20)·60с (рис. 10,11).

Розроблено основні напрямки використання БРНМС у технологіях кулінарної продукції та принципові технологічні схеми виробництва самбуків, суфле, кремів та вершкового крему на основі напівфабрикатів, які включають наступні операції: відновлення напівфабрикату, охолодження отриманої суміші, з'єднання рецептурних компонентів з відновленим напівфабрикатом, збивання отриманої суміші, розлив у форми, охолодження або теплову обробку залежно від рецептури. Аналіз органолептичних показників свідчить про високі якісні характеристики готової продукції на основі БРНМС. Аналіз фізико-хімічних показників доводить, що розроблена на основі БРНМС кулінарна продукція (на прикладі самбуків), перевищує контрольні зразки (табл. 7) по вмісту білків на 3,56…5,04%, мінеральних речовин - на 0,65…1,4%, вітамінів - на 2,52…4,57% при низькому вмісті жиру (0,38…0,81%). молочний сироватка рослинний напівфабрикат

Таблиця 7 Хімічний склад самбуків на основі білково-рослинного напівфабрикату на основі молочної сироватки

Найменування показника	Контроль	Самбуки на основі БРНМС
		Сонячний	Сливка	Ванілька
Вологість, %	56,31±0,06	49,05±0,04	32,18±0,05	49,74±0,02
Білок, г	3,46±0,02	7,55 ±0,04	8,50 ±0,03	7,02 ±0,03
Жир, г	1,02 ±0,01	0,38 ±0,01	0,42 ±0,01	0,81 ±0,01
Вуглеводи, г	34,53 ±0,05	32,56 ±0,07	51,14±0,06	31,35 ±0.05
Клітковина, г	0,25 ±0,01	0,81 ±0,01	0,96 ±0,01	0,51 ±0,02
Зола, г	0,58 ±0,01	1,98 ±0,01	2,35 ±0,02	1,23 ±0,03
Кальцій (Ca), мг	35,16 ±0,06	76,83 ±0,08	74,72±0,04	66,81 ±0,12
Фосфор (Р), мг	26,47 ±0,04	43,47 ±0,06	42,68±0,04	33,27 ±0,11
Магній (Mg), мг	13,18 ±0,03	23,63 ±0,05	25,62±0,03	13,23 ±0,07
Ферум (Fe), мг	1,11 ±0,01	2,18 ±0,02	2,26 ±0,02	1,83 ±0,04
Тіамін (В1), мг	0,67 ±0,01	1,13 ±0,01	1,46 ±0,01	0,32 ±0,01
Пантотенова кислота (В3), мг	0,73 ±0,01	1,24 ±0,01	1,18 ±0,01	0,28 ±0,01
Ніацин (РР), мг	0,62 ±0,02	1,93 ±0,02	1,85 ±0,01	0,87 ±0.02
Каротин, мг	2,94 ±0,05	7,51±0,07	5,46 ±0,05	5,52 ±0,11

З аналізу структурно-механічних показників десертної продукції на прикладі самбуків (рис.12) встановлено, що додавання БРНМС до складу готової продукції не погіршує ії пружно-еластичні властивості, які знаходяться на рівні контрольних значень.

Результати досліджень довели, що створення готової продукції з використанням БРНМС дозволяє не тільки скоротити тривалість технологічного процесу, але й отримати готову продукцію високої якості.

Рис.12. Криви течі зразків системи самбуків

У шостому розділі «Практична реалізація результатів досліджень та оцінка їх економічної ефективності» проведено комплекс організаційно-технологічних заходів щодо впровадження наукових розробок у практику. Запропоновані технології пройшли апробацію на підприємствах харчової промисловості м.Донецька, а також на підприємствах ресторанного господарства м. Донецька та м.Москви. Розрахунок економічних показників засвідчив економічну ефективність впровадження результатів дослідження у виробництво. Очікуваний економічний ефект від впровадження білково-рослинних напівфабрикатів багатофункціональ- ного призначення у виробництво для солодких страв складає 960-1370 грн. на тисячу порцій.

ВИСНОВКИ

На підставі огляду літератури встановлено, що одним з перспективних секторів вітчизняної економіки є створення новітніх харчових технологій з використанням вторинної молочної та рослинної сировини. Показано, що використання молочної сироватки та пюре рослинної сировини для отримання БРНМС дозволить вирішити проблему розширення асортименту десертної продукції та кулінарних виробів у закладах ресторанного господарства, підвищення їх харчової й біологічної цінності, раціонального використання ессенціальних складових компонентів молока.

1. Доведено доцільність використання гуарової камеді для одержання заданих структурно-механічних властивостей, яку розчиняють при температурі рідини 60…65°С протягом 3·60с. Рекомендована масова частка гуарової камеді у системі на основі молочної сироватки для досягнення раціональної в'язкості 3,0…3,6 Па·с складає 0,8…1,0%.

2. Встановлено, що масова частка рослинних інгредієнтів у харчовій системі складає 5…10%, що дозволяє отримати композицію з підвищеними піноутворювальними властивостями. При цьому ПУЗ збільшується на 20…30% та СП - на 2…4%.

3. З використанням методів математичного моделювання оптимізовано технологічні параметри отримання максимальних структуроутворюючих властивостей модельних систем БРНМС: рН середовища =5,0, температура - до 35°С, масова доля цукру - до 20%..

4. Визначені параметри плівкового сушіння композиційної суміші БРНМС, які складають: температура сушіння 60°С протягом (90·60)с до вмісту вологості 4%. При цьому кількість цукру в системі складає 20%, що забезпечує максимальне зберігання вітамінів.

5. Визначені основні органолептичні, фізико-хімічні, структурно-механічні показники та показники безпеки БРНМС. Розроблені напівфабрикати характеризуються високим вмістом білкових речовин (19,83…20,62%), збалансованими за амінокислотним складом (частка незамінних амінокислот складає 46,10…48,28%), не містять лімітуючих амінокислот та мають гарну збалансованість за «триптофановим» та «треоніновим» індексами. Перетравлення білків розробленого напівфабрикату складає 71,8…81,9мг/г. БРНМС є джерелом аскорбінової кислоти, каротину, вітамінів РР і К, а також мінеральних речовин: кальцію, калію, фосфору та феруму.

6. Встановлено, що за мікробіологічними показниками та вмістом важких металів БРНМС відповідають вимогам чинних МБТіСН №5061. Обґрунтовані терміни зберігання розробленого напівфабрикату - 12 місяців при температурі 18…20°С та вологістю не вище 75%. Проведено комплексну оцінку якості напівфабрикату за допомогою методів кваліметрії, у результаті якої показники якості напівфабрикату складають 0,937…0,948 од., що дає змогу позиціонувати його в інтервалі «дуже доброї» якості.

7. Розроблені рекомендації щодо використання БРНМС у виробництві кулінарної продукції, а саме для приготування солодких страв: самбуків, суфле, кремів та вершкового крему. Відновлення напівфабрикату рекомендовано при температури 60±2°С протягом (15...20)·60с, гідромодуль складає: 1:2,0…2,5 для молока; 1:1,5…2,0 для соків і 1:1,0…1,5 для молочної сироватки.

8. Визначено хімічний склад готової продукції з використанням БРНМС, розрахована ступінь задоволення розробленими стравами формули збалансованого харчування, яка складає: 6,93...9,84% по білках, 0,29...1,15% по жирах, 23,41...48,31% по вуглеводах, 13,23…154,15% по мінеральних речовинах та 0,36…2,84% по вітамінах. Встановлено, що додавання БРНМС до складу готової продукції не погіршує пружно-еластичні властивості, які знаходяться на рівні контрольних значень.

9.Розроблена та затверджена нормативна документація на БРНМС (ТУ У 15.5-01566057-401:2010 «Сухий білково-рослинний напівфабрикат з молочної сироватки багатофункціонального призначення» та ТІ до ТУ У 15.5-01566057-401:2010). Проведено комплекс заходів із впровадження результатів дослідження в практику. Розроблений напівфабрикат впроваджено у виробничих умовах ТОВ ПКФ «Онікс», ТМ «Лучіано», ТОВ «Оксамит», ЧП «Жадан А.Ю.» (м. Донецьк) та ТОВ Центру кулінарної майстерності «Ексклюзив» (м. Москва).

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті у наукових фахових виданнях:

1. Гніцевич В.А. Наукове обґрунтування технології отримання напівфабрикату на основі молочної сироватки / В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова // Обладнання та технології харчових виробництв: Темат.зб.наук.пр.-Донецьк:ДонНУЕТ.- 2008.-Вип.18.-С.229-234.

2. Гніцевич В.А.Обґрунтування рецептурного складу напівфабрикату для солодких страв / В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова // Обладнання та технології харчових виробництв: Темат.зб.наук.пр.-Донецьк:ДонНУЕТ. - 2009.-Вип.20.-С.180-185.

3. Гніцевич В.А. Дослідження впливу технологічних факторів на відновлення напівфабрикату для виробництва структурованої десертної продукції / В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова // Вісник: науковий журнал. - Донецьк: ДонНУЕТ. - 2009. - №1(41). - С.86-90.

4. Гніцевич В.А. Обґрунтування використання білково-рослинного напівфабрикату у виробництві крему вершкового / В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова // Наукові праці ОНАХТ. - Одеса: ОНАХТ. - 2010. - Вип. 38. - том 1. - С.209-213.

5. Гніцевич В.А. Колоїдно-хімічні властивості модельних систем рослинної сировини / В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова // Збірник наукових праць. - Харків: ХДУХТ. - 2010. - Вип. 1(11). - С.400-407.

6. Коршунова Г.Ф. Дослідження структурно-механічних і технологічних властивостей розчинів гуарової камеді / Г.Ф. Коршунова, В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова // Обладнання та технології харчових виробництв: Темат.зб.наук.пр.-Донецьк:ДонНУЕТ. - 2010.-Вип.25.-С.169-175.

7. Лавріненко Н.М. Оптимізація піноутворювальної здатності та стійкості піни / Н.М. Лавріненко, В.А. Гніцевич, О.І. Бескровний, Н.А. Федотова // Вісник: науковий журнал. - Донецьк: ДонНУЕТ. - 2011. - №1(49). - С.121-129.

Тези і матеріали наукових конференцій

8. Гніцевич В.А. Обґрунтування вибору стабілізатору під час виробництва багатофункціонального напівфабрикату / В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова // Стратегічні напрямки розвитку підприємств харчових виробництв, ресторанного господарства і торгівлі : мат. міжнар. наук.-практ. конф. присвяченої 70-річчю Бєляєва М.І. - Харків, ХДУХТ. - 2008. - С.36-37.

9. Гніцевич В.А. Обґрунтування параметрів використання гуарової камеді у виробництві напівфабрикату для солодких страв / В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова // Мат. І Міжнародної наук.-практ. конф. Присвяченій 35-річчю технологічного факультету-Полтава: РВВ ПУСКУ. - 2009. - С.17-18.

10. Федотова Н.А. Обґрунтування асортименту та технології страв та виробів на основі білково-вуглеводної сухої суміші / Н.А. Федотова, І.Л. Дикун // Мат. І Всеукр. наук.-практ. конф. молодих вчених, аспірантів та студентів -Д.: ДонНУЕТ. - 2009. - С.80.

11. Коршунова Г.Ф. Використання порошку кропиви у складі напівфабрикату для десертної продукції / Г.Ф. Коршунова, В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова // Мат. Міжнародної науково-практичної конференції «Актуальні проблеми харчування: технологія та обладнання, організація і економіка»-Святогірськ. - 2009.- С.80-81.

12. Гніцевич В.А. Вивчення органолептичних показників напівфабрикату для солодких страв та оздоблювальних напівфабрикатів / В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова // Мат. 75-й наук. конф. молод. учених, аспір. і студ. «Наукові здобутки молоді- вирішенню проблем харчування людства у ХХІ ст.»-К.:НУХТ. - 2009.-Ч.3.- С.303.

13. Федотова Н.А. Обґрунтування розробки напівфабрикату для солодких страв і десертів / Н.А. Федотова, В.А. Гніцевич // Мат.І Міжнар. конф. студ. та аспір. «Сучасні технології харчових виробництв»-Дніпропетровськ: Дніп.нац.унів.їм.Олеся Гончара - 2009. - С.64.

14. Gnitsevich V.A. A ground of compounding composition of multifunction intermediate product for the structured dessert products / V. Gnitsevich, N. Fedotova // Journal of EcoAgriTourism. - Brasov, Romania/ - 2009. - Вип. 5. - №(16). - Р.22-27.

15. Гницевич В. Определение свойств самбуков на основе белково-растительного полуфабриката из молочной сіворотки / В. Гницевич, И. Левит, Н. Федотова, Д. Афенченко // Научни трудове международная научная конференция «Хранительна наука, техника и технологии 2010». - Пловдив: Университет по хранителни технологии.- Том LVІІ. - Св. 1.- С.97-102.

16. Федотова Н.А. Перспектива використання вторинної молочної сировини у харчуванні / Н.А. Федотова, В.А. Гніцевич // Мат. Міжнародної науково-практичної конференції студентів, аспірантів і молодих вчених «Україна-Словаччина: фактори, проблеми і особливості глобалізації світової екноміки» - Україна-Словаччина. - 2010. - С.180-182.

17. Гніцевич В.А., Федотова Н.А. Обґрунтування розробки білково-рослинного напівфабрикату на основі молочної сироватки / В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова // Мат. Першої міжгалузевої науково-практичної конференції «Актуальні проблеми безпеки харчування.»-Донецьк:ДонНУЕТ. - 2010.-Ч.3.-С.17.

18. Федотова Н.А., Дикун І.Л. Дослідження впливу температури на розчинність гуарової камеді / Н.А. Федотова, І.Л. Дикун // Мат. Всеукраїнського семінару молодих вчених, аспірантів та студентів «Основи раціонального харчування студентів» - Д.: ДонНУЕТ. - 2010. - С.103.

Деклараційні патенти:

19. Пат. 36297 Україна, МПК 2006 А23С 21/00. Спосіб отримання сухого напівфабрикату багатофункціонального призначення / А.Ф. Коршунова, В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова, О.В. Назаренко; заявник та патентовласник ДонНУЕТ (Україна). - № u200804589; заявл.10.04.2008; опубл. 27.10.2008, Бюл.№20. - 4с.

20. Пат. 50197 Україна, МПК 2009 А23С 9/00. Сухий білково-рослинний напівфабрикат з молочної сироватки багатофункціонального призначення “Плантолакт 3” / А.Ф. Коршунова, В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова; заявник та патентовласник ДонНУЕТ (Україна). - № u200913180; заявл.17.12.2009; опубл. 25.05.2010, Бюл.№10. - 6с.

21. Пат. 51867 Україна, МПК 2009 А23С 9/00. Сухий білково-рослинний напівфабрикат з молочної сироватки багатофункціонального призначення / А.Ф. Коршунова, В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова; заявник та патентовласник ДонНУЕТ (Україна). - № u200913173; заявл.17.12.2009; опубл. 10.08.2010, Бюл.№15. - 6с.

22. Пат. 51866 Україна, МПК 2009 А23С 9/00. Сухий білково-рослинний напівфабрикат з молочної сироватки багатофункціонального призначення / А.Ф. Коршунова, В.А. Гніцевич, Н.А. Федотова; заявник та патентовласник ДонНУЕТ (Україна). - № u200913172; заявл.17.12.2009; опубл. 10.08.2010, Бюл.№15. - 6с.

Особистий внесок

У роботах [1…6, 8…18] здобувачем проведено експериментальні дослідження за темою дисертаційної роботи. У роботах [6, 8, 18] здобувачем теоретично обґрунтовані використання гуарової камеді та молочної сироватки у технології білково-рослинного напівфабрикату. У роботі [7] проведено оптимізація технологічних параметрів отримання максимальних структуроутворюючих властивостей білково-рослинного напівфабрикату.

У роботах [19…22] здобувачем проведено патентний пошук, проаналізовано та систематизовано дані, відпрацьовано новий спосіб виробництва, сформульовано формулу та підготовлено опис корисної моделі.

АНОТАЦІЇ

Федотова Н.А. Технологія білково-рослинного напівфабрикату на основі молочної сироватки. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.16 - технологія продуктів харчування. - Донецький національний університет економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського Міністерства освіти і науки України, Донецьк, 2011.

Робота присвячена науковому обґрунтуванню й розробці технології білково-рослинного напівфабрикату на основі молочної сироватки.

Обґрунтовано доцільність використання молочної сироватки та рослинної сировини для отримання білково-рослинного напівфабрикату, що дозволить вирішити проблему розширення асортименту солодких страв у закладах ресторанного господарства, підвищення їх харчової та біологічної цінності, раціонального використання ессенціальних складових компонентів молока.

Обґрунтовано доцільність використання гуарової камеді в якості стабілізатору, встановлені масова частка ії у системі та умови розчинення для одержання заданих структурно-механічних властивостей. Встановлена оптимальна масова частка рослинних інгредієнтів для отримання системи з підвищеними піноутворюючими властивостями. Визначені та оптимізовані технологічні параметри отримання білково-рослинного напівфабрикату. Визначені співвідношення рослинної сировини (кропива-спориш, кропива-конюшина, кропива-люцерна) і цукру, які забезпечують максимальне зберігання вітамінів у системі. Обґрунтовані параметри плівкового сушіння композиційної суміші білково-рослинного напівфабрикату.

Розроблено технологію та асортимент білково-рослинного напівфабрикату. Визначено комплекс їх споживних та технологічних властивостей, обґрунтовано умови та терміни зберігання. Розроблено нормативну та технологічну документацію, здійснено впровадження нових технологій напівфабрикатів і продукції на їх основі на підприємствах харчової промисловості та ресторанного господарства, розраховано економічний ефект від впровадження.

Ключові слова: молочна сироватки, гуарова камедь, кропива, спориш, конюшина, люцерна, цукор, білково-рослинний напівфабрикат, піноутворювальна здатність, стійкість піни.

Федотова Н.А. Технология белково-растительного полуфабриката на основе молочной сыворотки. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.16 - технология продуктов питания. - Донецкий национальный университет экономики и торговли имени Михаила Туган-Барановского и науки Украины, Донецк, 2011.

Работа посвящена научному обоснованию и разработке технологии белково-растительного полуфабриката на основе молочной сыворотки.

Обосновано целесообразность использования молочной сыворотки и растительного сырья для получения белково -растительного полуфабриката, что позволит решить проблему расширения ассортимента сладких блюд в предприятиях ресторанного хозяйства, повышения их пищевой и биологической ценности, рационального использования эссенциальных составных компонентов молока.

Обоснована целесообразность использования гуаровой камеди в качестве стабилизатора для получения заданных структурно-механических свойств системы и установлены технологические параметры растворения гуаровой камеди: при температуре 60…65°С в течение 3·60с. Рекомендованная массовая доля гуаровой камеди в системе на основе молочной сыворотки для получения рациональной вязкости 3,0…3,6 Па·с составляет 0,8…1,0%.

Установлена оптимальная массовая доля растительных ингредиентов для получения системы с повышенными пенообразующими свойствами, что составляет 7,5…10%, при которой ПУЗ увеличивается на 20…30% и СП - на 2…4%.

Определены и оптимизированы технологические параметры получения белково-растительного полуфабриката: рН=5,0, температура - до 35°С, массовая доля сахара - до 20%. Обосновано соотношение растительного сырья и сахара в системе, которое обеспечивает максимальное сохранение витаминов. Установлены параметры пленочной сушки композиционной смеси белково-растительного полуфабриката: температура сушки 60°С в течение (90·60)с до содержания влаги 4%.

Разработана технология и ассортимент белково-растительного полуфабриката. Определен комплекс их потребительских и технологических свойств, обоснованы условия и сроки хранения. Разработаны рекомендации по использованию белково-растительного полуфабриката в производстве кулинарной продукции.

Разработана нормативная и технологическая документация, осуществлено внедрение новых технологий полуфабрикатов и продукции на их основе на предприятиях пищевой промышленности и ресторанного хозяйства, рассчитан экономический эффект от внедрения.

Ключевые слова: молочная сыворотки, гуаровая камедь, крапива, спорыш, клевер, люцерна, сахар, белково-растительный полуфабрикат, пенообразующая способность, устойчивость пены.

Nelly A. Fedotova Technology of protein-vegetable semi-finished products on the basis of milk whey. - Manuscript.

The dissertation on reception of a scientific degree of Cand. Tech. Sci on a specialty 05.18.16 - Technology of food products. - Donetsk national university of economy and trade named Michael Tugan-Baranovsky, Donetsk, 2011.

Work is devoted to the scientific substantiation and development of protein-vegetable semi-finished products on the basis of milk whey technology.

The use of whey and plant material for protein semi-vegetable that will solve the problem of expanding the range of desserts in the restaurant business establishments, increasing their food and biological value, rational use of essential components of milk.

Feasibility of using guar kamed as a stabilizer installed mass fraction of her system and in terms of dissolution to obtain given the structural and mechanical properties. The optimum mass fraction of herbal ingredients for receiving system with increased foamy ability. Determined and optimized process parameters of protein-vegetable semi-finished products. The relative plant material (nettle-spores, nettle-clover, nettle-alfalfa) and sugar in a system which provides maximum storage of vitamins.

The technology and the selection of protein-vegetable semi-finished products. Determines the range of consumer and their technological properties, grounded conditions and shelf life. A regulatory and technological documentation, by introducing new technologies and semi products based on them in the food industry and restaurant management, calculated saving technology.

Keywords: milk whey, guar kamed, nettle, disputes, clover, alfalfa, sugar, semi-finished products, foamy ability, foamy stability.

Размещено на Allbest.ru