Технологія напівфабрикатів для збитої десертної продукції на основі нежирної молочної сировини

Размещено на http://www.allbest.ru/

Донецький національний університет економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Технологія напівфабрикатів для збитої десертної продукції на основі нежирної молочної сировини

Никифоров Р.П.

Спеціальність 05.18.16 - технологія продуктів харчування

Донецьк - 2009

Вступ

Актуальність теми. Невід'ємною складовою забезпечення здоров'я людини є харчування. Враховуючи, що сьогодні в світі існує проблема дефіциту повноцінного білка, яка зачіпає дві третини людства, значна увага повинна приділятися створенню та залученню до раціонів харчування харчових продуктів з підвищеним вмістом білкових речовин. Потенційним природним джерелом повноцінного білка є нежирна молочна сировина, а саме - знежирене молоко (ЗМ), що в харчуванні використовується неповною мірою.

Одним із секторів економіки, де можливе використання ЗМ та продуктів його переробки, є ресторанне господарство. Значну частку в асортименті продукції закладів ресторанного господарства займає збита десертна продукція: муси, самбуки, збиті десерти, що користуються особливим попитом у споживачів. Відмінною рисою цієї групи продукції є трудомісткість і багатостадійність технологічного процесу виробництва, необхідність використання харчових добавок та спеціального обладнання, що зумовлює неоднорідність якості та стримує розширення асортименту продукції в закладах ресторанного господарства. Ця проблема може бути вирішена за рахунок використання напівфабрикатів на основі нежирної молочної сировини, що можна переробляти в збиту десертну продукцію без застосування спеціального обладнання та харчових добавок.

Аналіз продовольчого ринку України показує, що сьогодні асортимент напівфабрикатів для збитої десертної продукції обмежений та представлений лише сухими концентратами іноземного виробництва або сумішами для фризерованої продукції. Поряд з цим, спостерігається стрімке зростання виробництва та споживання збитої продукції на молочній та рослинній основі, для утворення та стабілізації котрої використовуються як харчові добавки, так і рослинна сировина. Залучення до складу збитої десертної продукції рослинної сировини, а саме - ягід кизилу та терну, що є джерелом багатьох важливих харчових речовин, може забезпечити структуроутворення систем за рахунок вмісту пектину та протопектину, а також підвищення поживної цінності продукції за рахунок вмісту легкозасвоюваних цукрів, вітамінів, макро- і мікроелементів.

Просування на український ринок даної продукції та виробництво нових видів напівфабрикатів стримується недостатнім рівнем фундаментальних та прикладних досліджень, пов'язаних, головним чином, із процесами утворення та стабілізації збитої структури білково-вуглеводних систем. Це викликає необхідність проведення наукових та прикладних досліджень, спрямованих на пошук шляхів реалізації функціонально-технологічних властивостей рецептурних компонентів, зокрема, білкових речовин ЗМ та пектинових речовин рослинної сировини, що дозволить отримати нову збиту десертну продукцію без застосування піно- та структуроутворювальних добавок.

В роботах М.М. Ліпатова, В.В. Молочнікова, О.П. Чагаровського, Г.В. Дейниченка та інших висвітлені наукові основи та практичні аспекти використання молочної сировини в технологіях структурованої продукції. Роботи В.С. Баранова, З.В. Василенко, М.М. Калакури, Ф.В. Перцевого, О.О. Гринченко, П.П. Пивоварова, Л.П. Малюк, О.М. Артемової та їх учнів зробили значний внесок в дослідження наукових та практичних аспектів використання рослинної сировини в технологіях структурованої продукції. Але системних досліджень, спрямованих на отримання збитої десертної продукції на основі нежирної молочної та рослинної сировини без додаткового застосування піно- та структуроутворювальних добавок, нами не виявлено.

Тому, наукове обґрунтування та розроблення технології напівфабрикатів для збитої десертної продукції на основі нежирної молочної та рослинної сировини без застосування піно- та структуроутворювальних добавок сьогодні є актуальними.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась за тематикою науково-дослідних робіт Донецького національного університету економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського у рамках держбюджетних науково-дослідних робіт № Д-2004-1 "Розробка продукції харчування із заданими властивостями з використанням нетрадиційної рослинної сировини Донецького регіону" (№ 0104U002259) та № Д-2007-7 "Розробка технології продукції функціонального призначення" (№ 0107U010164); автором особисто розроблено технології продукції.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є наукове обґрунтування та розроблення технології напівфабрикатів на основі знежиреного молока та рослинної сировини для виробництва збитої десертної продукції без застосування піно- та структуроутворювальних харчових добавок.

Відповідно до поставленої мети та згідно з обраними напрямками дослідження в процесі роботи необхідно було вирішити ряд взаємозалежних завдань, серед яких:

обґрунтування доцільності використання ЗМ, кизилу та терну в технологіях збитої десертної продукції та визначення функціонально-технологічних властивостей даної сировини та продуктів її переробки;

визначення параметрів і режимів технологічного процесу переробки ягід з метою отримання ягідних пюре з максимальним вмістом розчинних пектинів;

обґрунтування доцільності та оптимізація параметрів і режимів комплексного осадження білкових речовин знежиреного молока за рахунок власних кислот ягідних пюре та дослідження умов переведення білкових речовин в розчинний стан;

обґрунтування технологічних параметрів виробництва напівфабрикатів для збитої десертної продукції та оптимізація вмісту основних інгредієнтів;

дослідження основних показників якості напівфабрикатів для збитої десертної продукції;

розроблення рекомендацій з використання напівфабрикатів у виробництві продукції та розробка нових технологій збитої десертної продукції на їх основі;

розроблення нормативної документації, впровадження результатів в практику та оцінка соціально-економічної ефективності результатів дослідження.

Об'єкт дослідження - технологія напівфабрикатів для збитої десертної продукції на основі нежирної молочної сировини.

Предмет дослідження - знежирене молоко, ягоди кизилу та терну, пюре і сік кизилу та терну, білково-вуглеводні згустки, білково-вуглеводні напівфабрикати та збита десертна продукція.

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

Наукова новизна одержаних результатів.

Вперше:

доведено підвищення піно- та структуроутворювальних властивостей композиції білкових речовин знежиреного молока та ягідних пюре, що може бути використано в технологіях збитої десертної продукції;

встановлені та підтверджені методом математичного моделювання оптимальні технологічні параметри модифікованого способу осадження білкових речовин знежиреного молока за рахунок власних кислот ягідних пюре;

обґрунтовані та оптимізовані технологічні параметри і режими отримання напівфабрикатів на основі нежирної молочної та рослинної сировини для виробництва збитої десертної продукції;

досліджено та теоретично обґрунтовано підвищення піноутворювальної здатності та стійкості піни яєчного білка при його частковій заміні в рецептурах самбуків на білково-вуглеводний напівфабрикат;

отримано комплекс даних, що характеризує якість розроблених напівфабрикатів, доведено їх високу харчову та біологічну цінність, обґрунтовано умови і строки зберігання напівфабрикатів, розроблено асортимент збитої десертної продукції на їх основі.

Набуло подальшого розвитку:

визначення кількісного та якісного складу пектинових речовин ягід кизилу і терну, вивчення впливу гідротермічної обробки на функціонально-технологічний стан пектинових речовин ягід та дослідження їх ролі в процесі піноутворювання;

обґрунтування умов переведення білкових речовин білково-вуглеводних згустків в розчинний стан шляхом термічної обробки з додаванням фосфатів та доведена доцільність їх сумісного використання з ягідними пюре у складі напівфабрикатів для збитої десертної продукції.

Практичне значення одержаних результатів. На основі проведених теоретичних та експериментальних досліджень розроблено технологію білково-вуглеводних напівфабрикатів (БВН) для збитої десертної продукції. Розроблено нові технології збитої десертної продукції на основі БВН, що надає можливість розширити асортимент продукції ресторанного господарства, підвищити її харчову та біологічну цінність, більш повно використовувати харчовий потенціал знежиреного молока, ягід кизилу та терну.

Розроблена та затверджена у встановленому порядку нормативна документація - ТУ У 15.5-01566057-401:2009 "Білково-вуглеводний напівфабрикат для збитих десертних страв" та ТІ до ТУ У 15.5-01566057-401:2009.

Технологія розроблених БВН впроваджена у ЗАТ "Конті", ТОВ "Донбас-АГРО", ТОВ "Ельбрус СП", ТОВ "Олма", ТОВ "ДОМИНО ЕКС".

Здійснено впровадження технології, випуск і реалізацію експериментальних партій збитої десертної продукції (збиті десерти, самбуки, муси) на основі БВН у закладах ресторанного господарства м. Донецька: ТОВ "Ельбрус СП", ТОВ "Олма", ТОВ "Кафе "Алькор".

Особистий внесок здобувача полягає в плануванні експерименту, проведенні аналітичних і експериментальних робіт, моделюванні технологічних процесів, обробці та узагальненні отриманих результатів, формулюванні висновків і рекомендацій, підготовці матеріалів до публікації, розробці нормативної документації, впровадженні нових технологій у виробництво.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації доповідалися та обговорювалися на 17 конференціях різного рівня, в тому числі на 11 міжнародних науково-практичних конференціях: "Харчові добавки. Харчування здорової та хворої людини" (ДонНУЕТ, м. Донецьк, 2005, 2007, 2009 рр.), "Наука і соціальні проблеми суспільства: харчування, екологія, демографія" (ХДУХТ, м. Харків, 2006 р.), "Інноваційні технології, проблеми якості і безпеки сировини та готової продукції у м'ясній та молочній промисловості" (НУХТ, м. Київ, 2007 р.), "Туризм і ресторанний бізнес: сучасні тенденції та перспективи розвитку" (м. Київ, КНТЕУ, 2007), "Актуальні проблеми харчування: технологія та обладнання, організація і економіка" (ДонНУЕТ, м. Святогірськ, 2005, 2007, 2009 рр.), "Стратегічні напрямки розвитку підприємств харчових виробництв, ресторанного господарства і торгівлі" (ХДУХТ, м. Харків, 2008 р.), "Прогресивні технології харчових виробництв, ресторанного та готельного господарства" (ПУСКУ, м. Полтава, 2009 р.); 2 всеукраїнських науково-практичних і науково-технічних конференціях: "Прогресивна техніка та технології харчових виробництв, ресторанного господарства і торгівлі" (ХДУХТ, м. Харків, 2005 р.), "Сучасний стан, перспективи розвитку харчової та переробної галузі" (ЛНАУ, м. Луганськ, 2006 р.), 4 конференціях молодих вчених, аспірантів і студентів: "Наукові здобутки молоді - вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті" (НУХТ, м. Київ, 2005, 2006, 2008 рр.), "Питання технології та гігієни харчування" (ДонНУЕТ, м. Донецьк, 2009 р.). А також, на щорічних наукових конференціях професорсько-викладацького складу ДонНУЕТ (м. Донецьк, 2004 - 2009 рр.).

Розроблені БВН та збиті десертні страви на їх основі демонструвалися на Третій спеціалізованій виставці "Освіта. Наука" (м. Донецьк, 30.04.2004 р.) та Першій Міжгалузевій виставці "Наука - виробництву 2004" (м. Донецьк, 27.05.2004 р.).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 17 наукових праць, у тому числі статей у наукових фахових виданнях, що затверджені ВАК України, - 7, тез доповідей та матеріалів наукових конференцій - 7, деклараційних патентів України на корисну модель - 3.

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 6 розділів, висновків, списку використаних джерел, що включає 283 найменування, у тому числі 29 іноземних, а також 18 додатків. Робота викладена на 136 сторінках друкованого тексту, містить 53 таблиці обсягом 19 сторінок та 51 рисунок обсягом 22 сторінки.

1. 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 "Сучасні теоретичні та технологічні аспекти створення збитої продукції" наведено результати аналітичного огляду науково-технічної і патентної літератури щодо сучасного стану технологій збитої продукції, засобів утворення та стабілізації збитих харчових систем, харчової цінності ЗМ та шляхів її підвищення. Розглянуті функціонально-технологічні властивості (ФТВ) рослинної сировини та ЗМ з точки зору сировини для виробництва збитої продукції. Зроблено висновок, що в сучасних технологіях збитої продукції не повною мірою реалізується функціонально-технологічний потенціал ЗМ і рослинної сировини, та про доцільність використання білкових речовин ЗМ і пектинових речовин рослинної сировини в технологіях збитої десертної продукції (ЗДП). На підставі аналізу наукових літературних джерел доведено, що одним з перспективних шляхів використання ЗМ в технологіях ЗДП є концентрування білкових речовин шляхом термокислотної коагуляції з наступним переведенням казеїну лужним гідролізом в розчинний стан. Встановлено, що рослинна сировина з кислим середовищем може виступати чинником термокислотної коагуляції білків ЗМ.

Надано аналіз окремих технологій виробництва ЗДП та напівфабрикатів для неї. Зазначено, що асортимент напівфабрикатів для ЗДП є обмеженим. Узагальнення викладених в розділі відомостей дозволило сформулювати основні задачі дослідження, спрямовані на досягнення мети дисертаційної роботи.

У другому розділі "Організація, об'єкти, предмети, матеріали та методи дослідження" надано організаційні, методологічні та технічні аспекти дисертаційної роботи. Розроблено загальну схему проведення теоретичних та експериментальних досліджень, визначено об'єкт та предмети дослідження, обґрунтовано підбір матеріалів та методів дослідження.

Відбір проб, визначення масової частки сухих речовин, золи та вітамінів, визначення активної та титрованої кислотності здійснювали загальноприйнятими методами. В рослинних зразках вміст загального азоту визначали хлорамінним методом, жиру - за масою сухого знежиреного залишку за Рушковським, розчинних цукрів - титрометричним методом по Бертрану. Масову частку "сирої" клітковини визначали ваговим методом після послідовного кип'ятіння в середовищі сірчаної кислоти, гідроксиду натрію та висушування наважки; пектинових речовин - фотометричним карбазольним методом по галактуроновій кислоті з розділенням на розчинну та нерозчинну фракції. Визначення вмісту макро- і мікроелементів здійснювали рентгено-флуоресцентним методом на спектрометрі "Spectroscan".

Піноутворювальну здатність (ПУЗ) та стійкість піни (СП) збитих зразків визначали методом Лур'є. Дослідження реологічних параметрів проводили на ротаційному віскозиметрі "РЕОТЕСТ 2". Поверхневий натяг визначали на приладі Ребіндера за тиском, що необхідний для відриву пухирця повітря від капіляру. Зовнішній вигляд збитих зразків досліджували за допомогою мікроскопа XSP-146 TP з вбудованою цифровою камерою-окуляром DCM-35.

Вміст в напівфабрикаті протеїну, жиру, золи, сухих речовин визначали на приладі "Bentley-150"; мінеральний склад визначали методом спектрофотометрії на атомно-абсорбційному спектрофотометрі AAS-30; амінокислотний склад - методом рідинно-рідинної хроматографії на амінокислотному аналізаторі ААА-339М; кількісне визначення триптофану - за Грехемом. Біологічну цінність визначали розрахунком амінокислотного скору незамінних амінокислот і його співставленням зі шкалою ФАО/ВООЗ, а також дослідженням ступеня перетравлення білків "in vitro". В напівфабрикатах масову частку вітаміну А визначали на КФО, вітамінів В1, В2, РР, С та аскорбінової кислоти - на флуорометрі ЕФ-3МА, дегідроаскорбінової кислоти - розрахунковим методом. Органолептичний аналіз зразків проводили описувальним та профільним методами з використанням п'ятибальної шкали. Розрахунок енергетичної цінності, визначення мікробіологічних показників, вмісту токсичних елементів та радіонуклідів проводили загальноприйнятими методами. Комплексну оцінку якості проводили за допомогою методів кваліметрії. Для обґрунтування режимів процесу осадження білкових речовин ЗМ використовували ПФЕ 23, визначення оптимальних режимів проводили за матрицею "крутого сходження" методом Бокса-Уілсона. Для оптимізації складу БВН використовували метод сполучених градієнтів за допомогою пакету MS Excel. Отриманні дані опрацьовували методами математичної статистики за допомогою програм Statistiсa, Table curve 2D, MatCAD, MatLAB.

У третьому розділі "Обґрунтування технологічних параметрів отримання білково-вуглеводних напівфабрикатів для збитої десертної продукції" наведені результати комплексних досліджень з теоретичного та експериментального обґрунтування технології БВН. Визначена інноваційна стратегія розроблення напівфабрикатів для ЗДП на основі нежирної молочної та рослинної сировини, згідно якої піноутворення та стабілізація збитої структури продукції повинні забезпечуватися за рахунок реалізації функціональних властивостей (ФВ) білкових речовин ЗМ та пектинових речовин ягід. На основі положень інноваційної стратегії висунуто робочу гіпотезу, яка полягає в тому, що сумісне використання ЗМ та продуктів переробки ягід кизилу і терну, за умов реалізації ФВ компонентів сировини, дозволить отримати напівфабрикат для ЗДП без застосування піно- та структуроутворювальних харчових добавок.

Визначено хімічний склад ягід кизилу та терну, що містять 1,20% та 1,01% пектинових речовин, в тому числі водорозчинних - 0,68% та 0,53% відповідно.

Дослідження функціонально-техноло-гічних властивостей (ФТВ) ягідної сировини проводили з соками, в яких у розчиненому стані знаходяться речовини, що беруть участь в утворенні дисперсних систем (пектинові та білкові речовини). Встановлено, що провідна роль в піноутворюванні при збиванні соків належить розчинним пектиновим речовинам.

Термічна обробка соків викликає значні зміни ФТВ соків. Показано (рис. 1), що при підвищенні температури обробки до 70…80°С через денатурацію білкової складової ПУЗ та СП знижуються для соку кизилу на 17,42% та 44,44%, а для соку терну на 12,33% та 44,83% відповідно. Подальше підвищення температури викликає зростання ПУЗ та СП. Так, ПУЗ соків, що були прогріті при температурі 98±2єС впродовж 5·60 с, збільшується в середньому на 6,65%, а СП збільшується в 1,94 та 1,90 рази для соку кизилу та терну відповідно. Підвищення ФТВ відбувається за рахунок теплової деструкції нерозчинних гідроколоїдів з накопиченням розчинного пектину, частка якого зростає на 13,80% та 11,60% для соку кизилу та терну відповідно.

Визначено, що в технологіях ЗДП раціональним є застосування ягідної сировини у вигляді пюре. Розроблено тристадійний процес переробки ягід на пюре, що забезпечує зростання частки розчинного пектину в 2,5…3,0 рази: гідротермічна обробка ягід кизилу при температурі 85…87°С впродовж 60…80 с або ягід терну при температурі 90…92°С впродовж 165…180 с, протирання ягід при температурі 80±2°С з отриманням пюре (I стадія), термообробка пюре при температурі 80±2°С впродовж (10…12)·60 с (II стадія), термообробка пюре в присутності молочної сироватки при температурі 80±2°С впродовж 30·60 с для пюре кизилу та 35·60 с для пюре терну (III стадія).

Згідно до інноваційної стратегії ЗМ у складі напівфабрикатів для ЗДП передбачається використовувати після осадження білкових речовин у вигляді концентрату молочних білків з підвищеними ФТВ. При розробці модифікованого способу комплексного осадження білкових речовин ЗМ за рахунок власних кислот ягідних пюре було визначено технологічні режими підготовки ЗМ до осадження та режими обробки згустку: температура пастеризації ЗМ - 91...93°С впродовж 10·60 с, наступне охолодження ЗМ до 80…82°С, внесення в ЗМ пюре кизилу або терну з температурою 80…82°С, коагуляція, охолодження до температури 12…14°С, відфільтровування згустку та наступне самопресування впродовж (20…30)·60 с.

Досліджували вплив масової частки внесеного пюре (рис. 2.а), температури (рис. 2.б) та тривалості коагуляції (рис. 2.в) на ступінь комплексного осадження білкових речовин ЗМ. Встановлено, що максимальне осадження білкових речовин ЗМ спостерігається при внесенні 2,5…3,5% ягідних пюре за температури коагуляції 90…94°С та тривалості коагуляції (10…15)·60 с.

Підвищення температури осадження з 80°С до 94°С призводить до зменшення вологості згустків з 80,1% та 79,5% до 68,3% та 67,14% для композицій з пюре кизилу та терну відповідно. Ефективна в'язкість згустків (е = 1,8 с-1), отриманих при температурі осадження 92°С, становить 118,0…119,8 Па·с, а отриманих при температурі осадження 94°С, внаслідок зменшення білково-вуглеводної взаємодії через денатурацію білкових речовин, зменшується до 102,6…101,9 Па·с.

В результаті реалізації ПФЕ 23 та проведення експериментальних досліджень за матрицею "крутого сходження" визначені оптимізовані технологічні параметри процесу осадження білкових речовин ЗМ за рахунок кислот ягідних пюре, що склали:

коагулянт - пюре кизилу: частка внесення пюре - 3,3%, температура осадження - 91,2°С, тривалість витримки композиції при температурі осадження - 12,8·60 с;

коагулянт - пюре терну: частка внесення пюре - 3,8%, температура осадження - 92,1°С, тривалість витримки композиції при температурі осадження - 15,2·60 с.

Досліджували структурно-механічні властивості згустків, що отримані за оптимальних параметрів. Встановлено, що максимальна ефективна в'язкість згустків (е = 1,8 с-1) за рахунок пектинових речовин та стабілізуючої дії білково-вуглеводних комплексів підвищується, порівняно з контролем (нежирний кисломолочний сир), в 2,62 та 2,66 рази для згустків з кизиловим та терновим пюре.

Поряд зі зростанням в'язкості в зразках спостерігається підвищення міцності. Так, початкова напруга зсуву R0, що визначає зусилля, за якого система гранично руйнується, та напруга зсуву на ділянці повзучості R1, що визначає зусилля, за якого система починає руйнуватися, у згустків в 2,53…2,63 рази вищі, ніж у контролю.

З метою підвищення ФТВ білково-вуглеводних згустків (БВЗ) досліджували вплив лужного регулятора рН (суміш фосфатів "Біофос 90") на ступінь розчинності казеїнаткальційфосфатного комплексу згустків. Встановлено, що максимальне накопичення поверхнево-активних речовин шляхом переведення білкових речовин БВЗ в розчинний стан досягається при термічній обробці згустку з додаванням 0,90% суміші фосфатів "Біофос 90" при температурі 80±2°C впродовж (10...12)·60 с.

На наступному етапі визначали співвідношення сировинних складових напівфабрикатів. Визначено, що для максимальної реалізації поверхнево-активних властивостей білкових речовин БВЗ у складі напівфабрикатів оптимальним вмістом є 16,5% кизилового та 15,1% тернового пюре.

Вивчено вплив цукру на функціонально-технологічні та структурно-механічні властивості композицій БВЗ з оптимальним вмістом пюре (рис. 4). Встановлено, що в'язкість (е = 1,8 с-1) композицій БВЗ з пюре кизилу та терну при додаванні цукру до 15% зростає на 18,39% та 20,27% відповідно. Подальше збільшення вмісту цукру призводить до синерезису з видимим виділенням рідини та зниження структурно-механічних властивостей композицій. Так, за вмісту цукру 20% в'язкість знижується на 7,14% та 3,92% відповідно.

ПУЗ композицій БВЗ з пюре кизилу та терну при додаванні цукру в кількості 5…20% зменшується на 33,54% та 34,84% відповідно. Одночасно, при вмісті цукру до 15% композиції відзначаються високою стійкістю. В результаті оптимізації вмісту цукру методом сполучених градієнтів та проведених органолептичних досліджень, раціональним вмістом цукру в композиції кизилового БВЗ з пюре кизилу є 7,5...8,0%, в композиції тернового БВЗ з пюре терну - 7,8...8,0%.

Таким чином, визначено та оптимізовано вміст у напівфабрикатах основних інгредієнтів, серед яких БВЗ, ягідне пюре та цукор. Розроблені напівфабрикати за рахунок наявності у складі БВЗ поверхнево-активного казеїнату натрію, пектинових речовин у складі ягідних пюре та при умові їх взаємодії з утворенням пектату кальцію та білково-вуглеводних комплексів можуть бути використані як напівфабри-кати для ЗДП без застосування піно- та структуроутворювальних харчових добавок.

Використання напівфабрикату в технологіях ЗДП можливо за умови дотримання ряду операцій: темперування напівфабрикату до температури 80…82°С для активування білково-вуглеводного комплексоутворення; збивання напівфабрикату при температурі 25…30°С; додавання на заключній стадії збивання кислого регулятора рН для створення оптимальних умов взаємодії білкових та пектинових речовин; охолодження готової продукції до температури споживання.

У четвертому розділі "Розроблення технології напівфабрикатів для збитої десертної продукції на основі нежирної молочної сировини та дослідження їх якості" на основі отриманих експериментальних даних та у відповідності до інноваційної стратегії визначено технологічні параметри виробництва БВН, розроблено технологічну схему (рис. 5) та рецептурний склад трьох видів БВН.

Досліджували хімічний склад та розраховували енергетичну цінність БВН, що отримані згідно до розробленої технологічної схеми (табл. 1). Як свідчать дані табл. 1, розроблені БВН, порівняно з контролем (нежирний кисломолочний сир), мають менший вміст білкових речовин, що пов'язано з присутністю в напівфабрикатах до 20% рослинної складової, яка збагачує їх вуглеводами. БВН містять в 10,23...10,50 разів більше вуглеводів та в 1,65...3,37 рази більше жиру, ніж контроль.

В напівфабрикатах ідентифіковано та кількісно визначено 18 амінокислот (АК), в тому числі всі незамінні. Сумарний вміст незамінних АК від загальної кількості АК становить 45,59% для кизилового БВН, 43,25% для тернового БВН та 44,53% для кизилово-тернового БВН, що на 0,38…2,79% вище ніж у контролю.

Таблиця 1 Характеристика хімічного складу напівфабрикатів, (б ? 0,05)

Встановлено, що білок БВН не містить лімітуючих амінокислот, має добру збалансованість за "триптофановим" та "треоніновим" індексами. Скор лімітуючого для контролю метіоніну в БВН має значення 129…134% (табл.2).

Таблиця 2 Амінокислотний скор напівфабрикатів та контролю

Дослідження ступеня протеолізу білків напівфабрикатів ферментами свідчать, що білки БВН за рахунок вуглеводної складової характеризуються високим ступенем протеолізу пепсином та трипсином (табл. 3).

Таблиця 3 Ступінь протеолізу напівфабрикатів та контролю, (б ? 0,05)

За вмістом більшості мінеральних речовин та вітамінів розроблені напівфабрикати значно перевершують контроль. Співвідношення Ca:P:Mg для БВН складає 1:(1,16…1,18):(0,61…0,63), що наближено до формули збалансованого харчування - 1:(1,0…1,5):(0,50…0,65).

Встановлено, що мікробіологічні показники БВН та вміст токсичних елементів відповідають вимогам чинних МБТ и СН № 5061. На основі дослідження зміни мікробіологічних показників у часі обґрунтовано режими та терміни зберігання БВН: температура - 4±2°С; тривалість - не більше 72 годин.

Дослідження динаміки зміни функціонально-технологічних та структурно-механічних властивостей БВН при зберіганні за температури 4±2єС впродовж 72 годин показали зростання на 45,92…50,59% ефективної в'язкості, що призводить до зниження ПУЗ на 7,08…8,10%, а СП - на 3,94…4,67%. Також при зберіганні за рахунок білково-вуглеводного комплексоутворення відбувається поступове укріплення структури, при цьому початкова напруга зсуву R0 зростає на 8,27%, а напруга зсуву на ділянці повзучості R1 - на 30,73%. Встановлено, що БВН при зберіганні здатні до тиксотропного відновлення структури, так, площа петлі гістерезису через 72 години зберігання зменшується на 11,18%.

Комплексні показники якості БВН, що розраховані методами кваліметрії та враховують такі одиничні показники, як енергетична цінність, біологічна цінність (ступінь перетравлення протеіназами, збалансованість білків за амінокислотним складом), структурно-механічні властивості (ПУЗ, СП) та ступінь їх відтворюваності при зберіганні, органолептичні властивості, позиціонуються в інтервалі "доброї" та "дуже доброї якості" і знаходяться в межах 0,7912…0,8016 од.

У п'ятому розділі "Розроблення рекомендацій щодо використання білково-вуглеводних напівфабрикатів у виробництві кулінарної продукції" запропоновані напрямки використання БВН у виробництві широкого асортименту кулінарної продукції. Розроблено п'ять принципових технологічних схем виробництва збитої десертної продукції на основі БВН - збитих десертів з наповнювачами, збитих десертів з топінгом, фруктово-ягідних мусів, страв типу самбуку та типу мусу.

Встановлена можливість заміни 15…20% яєчного білка при збиванні в технологіях самбуків на білково-вуглеводний напівфабрикат, що призводить до збільшення ПУЗ білка на 7,86…9,76%, а СП - на 19,68…20,29% (рис. 6).

Розроблено технології збитої десертної продукції на основі БВН, складені технологічні схеми та карти, проведені виробничі апробації нових страв, підтверджена їх висока якість і споживчі властивості. Визначенням інтегрального скору страви "Мус з вершками та шоколадом" на основі БВН встановлено, що ступінь задоволення добової потреби організму в харчових речовинах при споживанні 112 г страви, що відповідає 10% добової потреби в енергії, знаходиться в межах 16,4% по білку, 13,9% по жиру, 7,7% по вуглеводах, 10,2…29,0% по мінералах та 1,3…14,6% по вітамінах.

У шостому розділі "Практична реалізація результатів досліджень та оцінка економічної ефективності від їх впровадження" наведені дані щодо апробації результатів досліджень та їх впровадження в практику. Розроблено та затверджено нормативну документацію на напівфабрикати - ТУ У 15.5-01566057-401:2009 "Білково-вуглеводний напівфабрикат для збитих десертних страв" та технологічну інструкцію з їх виробництва. Технологія БВН та збитої десертної продукції на їх основі впроваджені у виробничих умовах підприємств харчової промисловості та ресторанного господарства м. Донецька. Розрахунок економічних показників засвідчив економічну ефективність впровадження результатів дослідження у виробництво. Розраховано собівартість продукції, термін окупності (в середньому 8 місяців для цеху потужністю 6,7 тонн/місяць) та високий рівень рентабельності інвестиційних вкладень.

Висновки

1. На підставі огляду літератури встановлено, що в останні роки широкого розповсюдження набуває розроблення технологій збитої продукції на молочній основі з додаванням рослинної сировини, які засновані на застосуванні структуроутворювальних харчових добавок. Показано, що сумісне використання модифікованої нежирної молочної та рослинної сировини, як джерела функціонально-технологічних компонентів, дозволить отримати збиту десертну продукцію без застосування харчових добавок.

2. Визначено кількісний та якісний склад пектинових речовин ягід кизилу і терну та ягідних пюре, визначена їх роль в процесі піноутворення та закономірності впливу гідротермічної обробки на функціонально-технологічний стан пектинових речовин пюре. Встановлено, що для отримання ягідних пюре з максимальним вмістом розчинного пектину необхідним є тристадійний процес термообробки: гідротермічна обробка ягід при температурі 85…92°С впродовж 60…180 с з наступним протиранням (I стадія), термообробка пюре при температурі 80±2°С впродовж (10…12)·60 с (II стадія), термообробка пюре в присутності молочної сироватки при температурі 80±2°С впродовж (30…35)·60 с (III стадія), що забезпечує зростання частки розчинного пектину в 2,5…3,0 рази.

3. Обґрунтовано та визначено технологічні параметри осадження білкових речовин знежиреного молока (ЗМ) за рахунок власних кислот ягідних пюре, що склали: оптимальна частка внесення в пастеризоване ЗМ при температурі 80…82°С пюре кизилу становить 3,3%, пюре терну - 3,8%, оптимальний час коагуляції білкових речовин ЗМ при температурі 91,2…92,1°С становить (12,8…15,2)·60 с, раціональною температурою охолодження згустку є 12…14°С з наступним відфільтровуванням згустку та самопресуванням впродовж (20...30)·60 с.

4. Встановлено, що для реалізації піноутворювальних властивостей білково-вуглеводних згустків (БВЗ) та максимального переводу білкових речовин у розчинний стан необхідна їх термічна обробка з додаванням 0,90% суміші фосфатів "Біофос 90" при температурі 80±2°C впродовж (10...12)·60 с.

5. На основі проведених аналітичних та експериментальних досліджень розроблено технологію напівфабрикатів, обґрунтовано та оптимізовано технологічні параметри і режими, що склали: вміст пюре кизилу - 16,5% або пюре терну - 15,1%, або їх суміші у співвідношенні 75:25 відповідно, вміст цукру у напівфабрикатах - 7,5…8,0%.

Розроблено технологічну схему виробництва кизилового, тернового та кизилово-тернового білково-вуглеводного напівфабрикату для збитої десертної продукції. Отримано комплекс даних, що характеризує якість напівфабрикатів, доведено їх високу харчову та біологічну цінність. Встановлено, що білок напівфабрикатів повноцінний, частка незамінних амінокислот складає 43,25…45,59%. Визначено комплексні показники якості напівфабрикатів, які складають 0,75…0,81 одиниці, що дає змогу позиціюнувати продукцію в інтервалі "доброї" та "дуже доброї" якості. Обґрунтовано режими та строки зберігання: температура 2…4°C, тривалість - не більше 72 годин.

6. Дослідження динаміки зміни функціонально-технологічних та структурно-механічних властивостей напівфабрикатів при зберіганні за обґрунтованих режимів та строків показали зростання ефективної в'язкості на 45,92…50,59%, що призводить до зниження ПУЗ на 7,08…8,10%, СП - на 3,94…4,67%. Відбувається тиксотропне відновлення структури напівфабрикатів, що підтверджується зменшенням на 11,18% площі петлі гістерезису.

7. Встановлена можливість заміни частки яєчного білка в рецептурах самбуків на основі розроблених напівфабрикатів. Доцільним є заміна 20% яєчного білка на кизиловий та кизилово-терновий БВН, або 15% - на терновий БВН, що дозволяє підвищити ПУЗ яєчного білка при збиванні на 7,86…9,76%, а СП - на 19,68…20,29%.

8. Розроблена та затверджена нормативна документація на білково-вуглеводні напівфабрикати (ТУ У 15.5-01566057-401:2009 "Білково-вуглеводний напівфабрикат для збитих десертних страв" та ТІ до ТУ У 15.5-01566057-401:2009). Запропоновано основні напрямки використання білково-вуглеводних напівфабрикатів у виробництві кулінарної продукції. Розроблено нові технології збитої десертної продукції на основі напівфабрикатів, висока якість та споживчі властивості якої підтверджено виробничими апробаціями.

9. Проведено комплекс заходів із впровадження результатів дослідження в практику. Розроблені білково-вуглеводні напівфабрикати та збиту десертну продукцію на їх основі впроваджено у виробничих умовах ЗАТ "Конті", ТОВ "Донбас-АГРО", ТОВ "Ельбрус СП", ТОВ "Олма", ТОВ "ДОМИНО ЕКС", ТОВ "Кафе "Алькор" (м. Донецьк). Здійснено випуск і реалізацію експериментальних партій збитої десертної продукції. Розрахунок економічних показників засвідчив економічну ефективність впровадження результатів дослідження у виробництво та високий рівень рентабельності інвестиційних вкладень.

технологічний переробка молоко десертний

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Дослідження властивостей пінної системи яєчний білок-сік кизилу / В.А. Гніцевич, О.Ф. Дмитрук, Г.Ф. Коршунова, Р.П. Никифоров // Сучасні напрямки технології та механізації процесів переробних і харчових виробництв : Вісник ХНТУСГ імені Петра Василенка. - Х.: ХНТУСГ. - 2004. - Вип. 28, т. 1. - С. 116-123.

2. Гніцевич В.А. Вплив пектинових речовин соків кизилу та терену на утворення пінних структур / В.А. Гніцевич, Р.П. Никифоров // Зб. наук. праць ЛНАУ. Серія: Технічні науки. - Луганськ: Видавн. ЛНАУ. - 2005. - Вип. 49 (72). - С.219-223.

3. Коршунова Г.Ф. Вплив концентрації соку кизилу та температурних режимів обробки на піноутворюючу здатність та стійкість пін / Г.Ф. Коршунова, В.А. Гніцевич, Р.П. Никифоров // Зб. наук. праць ЛНАУ. Серія: Технічні науки. - Луганськ: Видавництво ЛНАУ. - 2006. - №64 (87). - С.159-162.

4. Коршунова Г.Ф. Обґрунтування технологічних режимів осадження білкових речовин знежиреного молока з використанням ягідних пюре / Г.Ф. Коршунова, В.А. Гніцевич, Р.П. Никифоров // Обладнання та технології харчових виробництв : темат. зб. наук. праць. - Д.: ДонНУЕТ. - 2007. - Вип. 17, т. 1. - С. 113-119.

5. Никифоров Р.П. Обґрунтування застосування дикорослої сировини в технологіях збитої продукції / Р.П. Никифоров // Зб. наук. праць ЛНАУ. Серія: Технічні науки. - Луганськ: Видавництво ЛНАУ. - 2008. - №88. - С. 167-171.

6. Никифоров Р.П. Обґрунтування технологічних режимів процесу накопичення розчинних пектинових речовин у пюре дикорослих ягід / Р.П. Никифоров // Обладнання та технології харчових виробництв : темат. зб. наук. праць / Гол. ред. О.О. Шубін. - Д.: ДонНУЕТ. - 2009. - Вип. 20. - С. 218-223.

7. Никифоров Р.П. Обґрунтування та дослідження умов отримання білково-вуглеводного напівфабрикату на основі білків знежиреного молока та дикорослих ягід для збитих десертних страв / Р.П. Никифоров // Вісник ДонНУЕТ. Серія: Технічні науки : науковий журнал / Гол. ред. О.О. Шубін. - Д.: ДонНУЕТ. - 2009. - № 1(41). - С. 244-249.

8. Аnna Korshunova. Use of non-conventional biologically active substances for products of functional purpose / Аnna Korshunova, Viktoriya Gnitsevich, Radion Nikiforov // Стратегия развития индустрии гостеприимства и туризма : мат. междунар. науч. конф. - Орел, ОГТУ. - 2005. - С. 219-220.

9. Никифоров Р.П. Изучение пенообразующей способности и стойкости пен молочно-растительных систем / Р.П. Никифоров, Е.Н. Ульянченко, Г.Ф. Коршунова // Техника и технология пищевых производств : сб. тез. докл. 5-й Междунар. науч. конф. студ. и аспир. - Могилев, МГУП. - 2006. - С. 185-186.

10. Коршунова Г.Ф. Дослідження піноутворюючої здатності та стійкості піни знежиреного молока / Г.Ф. Коршунова, В.А. Гніцевич, Р.П. Никифоров // Мат. міжнар. наук.-практ. конф. присвяченої 40-річчю ХДУХТ. - Харків, 2007. - Ч.1. - С. 109-110.

11. Никифоров Р.П. Розробка рецептурної суміші та технологічного процесу виробництва напівфабрикатів для збитих десертних страв / Р.П. Никифоров, Г.Ф. Коршунова // Актуальні проблеми харчування: технологія та обладнання, організація і економіка : мат. Міжнар. наук.-техн. конф. - Д.: ДонНУЕТ. - 2009. - С. 83-84.

12. Коршунова Г.Ф. Розробка білково-рослинного напівфабрикату для солодких страв з пінною структурою / Г.Ф. Коршунова, Р.П. Никифоров // Інноваційні технології, проблеми якості і безпеки сировини та готової продукції у м'ясній та молочній промисловості : мат. міжнар. наук.-техніч. конф. - К.: НУХТ. - 2007. - С. 45-46.

13. Коршунова Г.Ф. Обґрунтування інноваційної стратегії розробки напівфабрикату для збитих десертних страв на основі молочної та дикорослої сировини / Г.Ф. Коршунова, О.В. Шрамко, Р.П. Никифоров // Харчові добавки. Харчування здорової та хворої людини : третя міжнар. наук.-практ. конф. - Д.: ДонНУЕТ. - 2009. - С. 18-19.

14. Коршунова Г.Ф. Розробка технологій збитих десертних страв із використанням білково-вуглеводних напівфабрикатів / Г.Ф. Коршунова, Р.П. Никифоров // Питання технології та гігієни харчування : Перш. Всеукр. наук.-практ. конф., 8-9 квіт. 2009 р. : мат. конф. - Д.: ДонНУЕТ. - 2009. - С. 43.

15. Пат. 20069 Україна, МПК 2006 А23С 23/00, А23С 9/152. Спосіб одержання білково-рослинної основи для збитих солодких страв / Никифоров Р.П., Гніцевич В.А., Коршунова Г.Ф.; заявник та патентовласник ДонНУЕТ (Україна). -№ u200606861; заявл. 19.06.2006; опубл. 15.01.2007, Бюл. № 1. -8с.

16. Пат. 20065 Україна, МПК 2006 А23J 1/00. Спосіб виробництва мусу на основі білково-рослинної основи / Гніцевич В.А., Никифоров Р.П., Коршунова Г.Ф.; заявник та патентовласник ДонНУЕТ (Україна). -№ u2006 06834; заявл. 19.06.2006; опубл. 15.01.2007, Бюл. № 1. - 4 с.

17. Пат. 19418 Україна, МПК 2006 А23J 1/00. Спосіб виробництва самбуку з використанням білково-рослинної основи / Никифоров Р.П., Коршунова Г.Ф., Гніцевич В.А.; заявник та патентовласник ДонНУЕТ (Україна). -№ u2006 06835; заявл. 19.06.2006; опубл. 15.12.2006, Бюл. № 12. - 4 с.

18. У роботах [1…7, 9, 10, 11, 12] здобувачем особисто підготовлено зразки до дослідження та проведено експериментальні дослідження. У роботах [1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 13, 14] здобувач приймав участь у обробці та науковому обґрунтуванні отриманих результатів. У роботі [4] здобувачем особисто проведена математична обробка отриманих результатів. У роботі [1] зроблено опис мікрознімків.

19. У роботі [1, 13] приймав участь у теоретичному обґрунтуванні застосування ягід в технологіях збитої десертної продукції. У роботі [13] здобувачем особисто розроблена інноваційна стратегія виробництва напівфабрикатів, у роботі [14] - розроблена принципова технологічна схема продукції та окремі технології страв.

20. У роботах [1, 3, 5, 6, 7, 8, 11, 12, 14] здобувачем особисто підготовлено матеріали до публікації. У роботах [15, 16, 17] здобувачем проведено патентний пошук, проаналізовано та систематизовано дані, відпрацьовано новий спосіб виробництва, сформульовано формулу та підготовлено опис корисної моделі.

Размещено на Allbest.ru