Исследование активности воды в структурированных молочных десертах

На правах рукописи

Масунов Николай Алексеевич

ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНОСТИ ВОДЫ В СТРУКТУРИРОВАННЫХ МОЛОЧНЫХ ДЕСЕРТАХ

Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных и рыбных

продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Кемерово 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности».

Научный руководитель: кандидат технических наук

Бабич Ольга Олеговна

Официальные оппоненты: Петров Андрей Николаевич

доктор технических наук, профессор,

член-корреспондент РАСХН,

Всероссийский научно-исследовательский

институт консервной и овощесушильной

промышленности, директор

Короткий Игорь Алексеевич

доктор технических наук, доцент,

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение «Кемеровский

технологический институт пищевой промышлен-

ности» доцент кафедры «Теплохладотехника

Ведущая организация: Государственное учреждение «Ярославский

государственный институт качества сырья и

пищевых продуктов»

Защита диссертации состоится «24» мая 2012 г. в 900 часов на заседании диссертационного совета Д 212.089.01 в ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47, ауд. 4, тел./факс (3842) 39-68-88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности». С авторефератом можно ознакомиться на сайтах КемТИППа (www.kemtipp.ru) и ВАК Минобрнауки РФ ( http://vak.ed.gov.ru ).

Автореферат разослан 20 апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Н.Н. Потипаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современные тенденции совершенствования ассортимента продуктов питания ориентированы на создание сбалансированной по пищевой и биологической ценности продукции, способной обеспечивать потребности различных групп населения. Следует отметить, что при разработке технологии большинства молочных продуктов большое внимание уделяется органолептическим показателям и способности сохранять качество длительное время. Как показывает зарубежный и отечественный опыт последних лет, это становится возможным благодаря получению ряда специальных пищевых добавок, играющих роль стабилизаторов консистенции.

На отечественном рынке предлагаются несколько десятков различных стабилизаторов консистенции с широким набо­ром свойств. Их используют при выработке йогуртов, сметаны, творога, сгущенного молока, различных десертов, сывороточных желированных продуктов и других. Стабилизаторы консистенции широко исполь­зуются в производстве молочных десертов.

Проблема разработки технологий продуктов питания с использовани­ем эффективных стабилизаторов самой разной природы последнее время все больше находится в сфере интересов российских и зарубежных иссле­дователей. К ним следует отнести исследования Г.Б. Гаврилова, Н.И. Дунченко, И.А. Евдокимова, Л.М. Захаровой, З.С. Зобковой, Н.Н. Липатова (мл.), П.Г.Нестеренко, Л.А. Остроумова, А.Ю. Просекова, И.А. Смирновой, Г.В. Твердохлеб, М.С. Уманского, И.С. Хамагаевой, А.Г. Храмцова, В.Д. Харитонова и других ученых.

Характер воздействия воды на процессы, протекающие в пищевых продуктах при хранении, определяется общим количеством содержащейся в них влаги и, прежде всего, ее состоянием, формой и энергией связи. Существует взаимосвязь между влагосодержанием пищевых продуктов и их сохранностью (или порчей). Основным методом увеличения сроков хранения пищевых продуктов всегда было уменьшение содержания влаги путем концентрирования или дегидратации. Однако часто различные пищевые продукты с одним и тем же содержанием влаги портятся по-разному. Все вышеуказанное указывает на актуальность темы настоящего исследования.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является исследование форм связи влаги и активности воды в структурированных молочных продуктах в зависимости от вида стабилизатора и массовой доли жира, а также разработка технологии получения молочных десертов.

В соответствии с намеченной целью диссертационного исследования поставлены следующие задачи:

- изучить формы связи влаги в структурированных молочных продуктах в зависимости от вида стабилизатора;

- изучить формы связи влаги в структурированных молочных продуктах в зависимости от массовой доли жира;

- исследовать активность воды в структурированных молочных продуктах в зависимости от вида стабилизатора;

- исследовать активность воды в структурированных молочных продуктах в зависимости от массовой доли жира;

- разработать рецептуры и технологическую схему производства молочных десертов;

- изучить состав и свойства разработанных молочных десертов;

- разработать техническую документацию на молочные десерты;

- рассчитать ожидаемую экономическую эффективность, провести промышленную апробацию технологии.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- выявлена динамика изменения содержания различных форм связи влаги в зависимости от массовой доли стабилизатора, показано, что с ее повышением снижается содержание осмотически связанной влаги, повышается количество влаги поли- и мономолекулярной адсорбции;

- показано, что повышение массовой доли жира в продукте ведет к небольшому повышению содержания осмотической влаги и к снижению содержания влаги в микропорах;

- установлено, что по мере повышения массовой доли стабилизатора во всех случаях наблюдается снижение активности воды;

- обнаружено, что повышение содержания жира в продукте ведет к равномерному снижению величины активности воды.

Практическая ценность работы. На основании результатов исследования разработана технология получения молочных десертов с использованием стабилизаторов консистенции. На новые продукты разработана техническая документация, регламенты и рецептуры с использованием стабилизаторов консистенции (ТУ 9225-092-02054125-2012).

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были предметом докладов и обсуждений на международных и межрегиональных научно-технических конференциях, семинарах, конгрессах: «Прогрессивные технологии и перспективы развития», (Тамбов, 2010); «Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов» (Кемерово, 2012); «В мире научных открытий» (г. Таганрог, 2012 г); «Биотехнология. Взгляд в будущее» (г. Москва, 2012 г.); «Техника и технология пищевых производств» (г. Могилев, 2012 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано девять печатных работ, в том числе две в отраслевых журналах, рекомендованных ВАК «Техника и технология пищевых производств» и «Вестник КрасГАУ».

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из следующих основных разделов: введение, обзор литературы, объекты и методы исследования, результаты исследования и их обсуждение, выводы, список использованных источников и приложения. Основное содержание работы изложено на 105 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц и 21 рисунок. Список литературы включает 162 наименования.

методика выполнения исследований

Теоретические и экспериментальные исследования выполнены в соответствии с поставленными задачами на кафедре «Бионанотехнология» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (ФГБОУ ВПО КемТИПП). Общая схема исследований представлена на рис. 1. Весь цикл исследований состоял из нескольких взаимосвязанных этапов.

На первом теоретическом этапе для обоснования цели и формулировки задач собственных исследований проводили анализ доступной отечественной и зарубежной информации.

На втором этапе изучали формы связи влаги в структурированных молочных продуктах в зависимости от вида и массовой доли стабилизатора. Для этого, варьируя температуру, определяли степень изменения массы структурированных продуктов с различной массовой долей жира и влаги. Оценивали общую динамику изменения содержания различных форм связи влаги (свободная влага, осмотическая влага, влага микропор, влага полимолекулярной адсорбции, влага мономолекулярной адсорбции) в зависимости от вида и массовой доли стабилизатора.

Третий этап исследований посвящен изучению форм связи влаги в структурированных молочных продуктах в зависимости от массовой доли жира. Анализировали динамику изменения содержания различных форм связи влаги (свободная слага, осмотическая влага, влага микропор, влага полимолекулярной адсорбции, влага мономолекулярной адсорбции) в зависимости от различной массовой доли жира.

Последующие этапы связаны с исследованием активности воды в структурированных молочных продуктах в зависимости от вида и массовой доли стабилизатора. Определяли активность воды, гигроскопическую влажность и равновесную влажность.

В дальнейшем исследовали активность воды в структурированных молочных продуктах в зависимости от массовой доли жира. Анализировали такие показатели, как активность воды, гигроскопическая влажность и равновесная влажность.

На основании анализа полученных данных проводили разработку технологий молочных десертов на основе стабилизаторов консистенции, обоснование технологической схемы и рецептур продуктов. Для оценки условий хранения определяли органолептические, физико-химические и микробиологические характеристики. Полученные результаты учитывали при разработке технической документации и промышленной апробации, а также при внедрении результатов работы в компании «Биотек».

При проведении исследований использовали общепринятые, стандартные и оригинальные методы биохимического, физико-химического, структурно-механического анализа с использованием последних достижений науки и техники.

Объектом исследований являлся следующий ассортимент: творог с массовой долей жира 18,0% и массовой долей влаги 67,0%; желе с массовой долей жира 11,0% и массовой долей влаги 55,0%; плавленый сыр с массовой долей жира 25,0% и массовой долей влаги 60,0%. В качестве стабилизаторов консистенции использовали пектин, КМЦ 6000-9000, ксантановую камедь, альгинат натрия и пирофосфат.

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМ СВЯЗИ ВЛАГИ И АКТИВНОСТИ ВОДЫ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИИ СТРУКТУРИРОВАННЫХ МОЛОЧНЫХ ДЕСЕРТОВ

Анализ отечественной и зарубежной информации, обоснование цели и формулировка задач исследований

Изучение форм связи влаги в структурированных молочных продуктах в зависимости от вида стабилизатора

- свободная влага - осмотическая влага - влага микропор - влага полимолекулярной адсорбции - влага мономолекулярной адсорбции

Изучение форм связи влаги в структурированных молочных продуктах в зависимости от массовой доли жира

- свободная влага - осмотическая влага - влага микропор - влага полимолекулярной адсорбции - влага мономолекулярной адсорбции

Исследование активности воды в структурированных молочных продуктах в зависимости от вида стабилизатора

- активность воды - гигроскопическая влажность - равновесная влажность

Исследование активности воды в структурированных молочных продуктах в зависимости от массовой доли жира

- активность воды - гигроскопическая влажность - равновесная влажность

Разработка технологии молочного десерта

- регламент выработки - физико-химические свойства - органолептические показатели - пищевая ценность - показатели безопасности

Практическая реализация результатов исследований