Исследование и разработка технологии структурированного кисломолочного продукта

На правах рукописи

Позднякова Анна Владимировна

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ

СТРУКТУРИРОВАННОГО КИСЛОМОЛОЧНОГО ПРОДУКТА

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» (ФГБОУ ВПО «КемТИПП»)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Просеков Александр Юрьевич

Официальные оппоненты: Гаврилов Гавриил Борисович

доктор технических наук,

заслуженный работник пищевой индустрии,

Государственное учреждение

Ярославской области «Ярославский

государственный институт качества сырья и

пищевых продуктов», директор

Курбанова Марина Геннадьевна

кандидат технических наук, доцент,

Федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение

«Кемеровский государственный

сельскохозяйственный институт»,

заведующая кафедрой переработки

сельскохозяйственной продукции

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

«Научно-исследовательский институт

детского питания» Российской академии

сельскохозяйственных наук

Защита диссертации состоится 23 мая 2012 г в 15-00 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, 4 лек. ауд., 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. Рациональное питание способствует сохранению здоровья, профилактике заболеваний, а также создает условия для повышения способности организма противостоять неблагоприятным воздействиям окружающей среды и переносить физические и психоэмоциональные нагрузки. На приоритетную значимость питания указывает постановление Правительства РФ №917 от 10.08.98 «О Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации».

В связи с увеличением объема мирового производства продуктов питания наряду с традиционными стабилизирующими пищевыми добавками, такими как крахмалы, стали широко использоваться стабилизаторы животного (желатин) и растительного происхождения (камеди, пектины, каррагинаны), которые разрабатываются специально для стабилизации структуры, микробиологических и физико-химических показателей тех или иных продуктов.

Несмотря на то, что используемые в технологии кисломолочных продуктов заквасочные культуры способствуют формированию структуры готовой продукции, очень часто заданные свойства корректируют совместным использованием микроорганизмов и стабилизаторов. Учитывая, что многие стабилизаторы по своему химическому составу представляют собой ростостимулирующие вещества, целесообразно провести исследования, позволяющие доказать целесообразность совместного использования кисломолочных микроорганизмов, активированных стабилизаторами.

При выполнении работы автор использовал труды Г.Б. Гаврилова, Н.И. Дунченко, И.А. Евдокимова, Л.М. Захаровой, З.С. Зобковой, Г.А. Кука, 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.

Цель и задачи исследований. Целью работы является исследование и разработка технологии структурированного кисломолочного продукта с использованием заквасочных культур, активированных стабилизаторами структуры.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- определить оптимальные параметры сквашивания молока заквасочными культурами серии «DELVO-YOG», «AiBi», «Lactoferm» в присутствии стабилизаторов структуры;

- исследовать влияние стабилизаторов структуры на галактозидазную и протеолитическую активность заквасочных культур;

- исследовать влияние стабилизаторов структуры на рост и кислотообразование заквасочных культур;

- разработать технологическую схему структурированного кисломолочного продукта, испытать технологию в промышленных условиях;

- изучить химический состав, пищевую и биологическую ценность разработанного кисломолочного продукта.

Научная новизна работы:

- установлено, что минимальная продолжительность сквашивания молока наблюдается при использовании заквасочных культур серий «DELVO-YOG», «AiBi», «Lactoferm» и использовании камеди рожкового дерева;

- определена рациональная температура активности заквасочных культур, показано, что при температуре 30-35оС увеличивается их галактозидазная и протеолитическая активность;

- установлено, что заквасочные культуры серии «DELVO-YOG», «AiBi» и «Lactoferm» проявляют наибольшую галактозидазную и протеолитическую активность в присутствии стабилизаторов структуры в диапазоне рабочих концентраций от 1,0 до 1,5%.

Практическая значимость работы. На основании результатов исследований разработана технология структурированного кисломолочного продукта (ТУ 9225-153-02068315-2012), утверждена техническая документация».

Апробация работы. Основные результаты работы доложены, обсуждены и получили одобрение на конференциях различного уровня, проходивших в г. Белово, Кемерово, Магнитогорск, Мелеуз, Новосибирск, Челябинск.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ, в том числе три статьи в журналах, рекомендованных ВАК («Техника и технология пищевых производств», «Вестник КрасГАУ»).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложений, подтверждающих практическую значимость результатов.

Содержание работы изложено на 106 страницах, содержит 34 таблицы и 33 рисунка. Список литературы включает 180 наименований.

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Теоретические и экспериментальные исследования выполнены в соответствии с поставленными задачами в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности. Весь цикл экспериментальных исследований состоял из четырех взаимосвязанных этапов. Общая схема экспериментальных исследований представлена на рис. 1.

Первый этап работы связан с определением оптимальных параметров сквашивания молока заквасочными культурами серий «DELVO-YOG», «AiBi», «Lactoferm» в зависимости от типа стабилизатора структуры. Проводили исследования по определению влияния стабилизатора структуры, способствующего минимальной продолжительности сквашивания молока заквасочными культурами серий «DELVO-YOG», «AiBi», «Lactoferm». Определяли рациональную температуру активности заквасочных культур серии «DELVO-YOG» (CY-346/347; FVV-21; CY DSL; FVV-31); серии «AiBi» (LbS 22.11(R4); LbS 22.11(R2); LbS 22.11(Y3); LbS 22.11(Y2)); серии «Lactoferm» (KEFIR-30; YO-441; MSO-11; RENNET; PROTEK). Массовую долю стабилизаторов (КМЦ Акуцель 3265; КМЦ 4500-6000; конжаковая камедь; КМЦ 6000-9000; пектин АРА 105; камедь рожкового дерева; альгинат натрия НО4-600; пирофосфат натрия SAPP 28; КМЦ Акуцель 2785; пирофосфат натрия SAPP 40; ксантановая камедь) варьировали от 0,5 до 2,5% с шагом 0,5%.

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СТРУКТУРИРОВАННОГО КИСЛОМОЛОЧНОГО ПРОДУКТА

Определение оптимальных параметров сквашивания молока заквасочными культурами «DEL-VO-YOG», «AiBi», «Lactoferm» в присутствии стабилизаторов структуры

- продолжительность - температура - доза стабилизатора - вид закваски - доза закваски

Исследование влияния стабилизаторов структуры на галактозидазную и протеолитическую активность заквасочных культур

- галактозидазная активность - протеолитическая активность - тип стабилизатора

Изучение роста и кислотообразующей способности заквасочных культур

- динамика микроорганизмов - интенсивность кислотообразования

Разработка технологии структурированного кисломолочного продукта

- регламент выработки - химический состав - пищевая и биологическая ценность - продолжительность хранения

Практическая реализация результатов исследований

Рис. 1. Общая схема экспериментальных исследований

На втором этапе исследований изучали галактозидазную и протеолитическую активность исследуемых кисломолочных микроорганизмов в зависимости от массовой доли стабилизатора. Устанавливали изменения галактозидазной и протеолитической активности кисломолочных микроорганизмов серии «DELVO-YOG», «AiBi» и «Lactoferm» в зависимости от температуры культивирования.

На третьем этапе исследовали рост и кислотообразующую способность кисломолочных микроорганизмов серии «DELVO-YOG», «AiBi», «Lactoferm» в зависимости от массовой доли стабилизатора структуры. Оценивали накопление молочной кислоты, продуцируемой кисломолочными бактериями в зависимости от температуры культивирования, исследовали накопление биомассы в зависимости от вида стабилизатора структуры.

Заключительный этап включал работы, связанные с разработкой технологии структурированного кисломолочного продукта. Разрабатывали регламент выработки, определяли химический состав, пищевую и биологическую ценность продукта. Полученные на разных этапах работы экспериментальные данные проверяли в производственных условиях.

При выполнении диссертационной работы использовали стандартные, общепринятые и оригинальные методы исследований.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Определение параметров сквашивания молока кисломолочными

микроорганизмами серии «DEL-VO-YOG», «AiBi», «Lactoferm»

в присутствии стабилизаторов структуры

В табл. 1 приведена продолжительность сквашивания молока мезофильными ароматообразующими культурами серии «DELVO-YOG», «AiBi» и «Lactoferm» с применением стабилизаторов структуры.

При использовании заквасочных культур «DELVO-YOG» четырех наименований (CY-346/347, FVV-21, CY DSL, FVV-31) продолжительность сквашивания молока минимальна (5,0-5,5 ч), когда в качестве стабилизатора структуры использовали камедь рожкового дерева. В случае применения других типов стабилизаторов структуры продолжительность процесса сквашивания увеличивается до 6,5-8,0 ч и более.

Аналогичная зависимость наблюдалась при использовании заквасочных культур «AiBi» следующих наименований: LbS 22.11(R4), LbS 22.11(R2), LbS 22.11(Y3), LbS 22.11(Y2). Использование в качестве стабилизатора структуры камеди рожкового дерева позволяло достичь минимальной продолжительности сквашивания (6,5-7,5 ч).

Для различных видов заквасочных культур «Lactoferm» минимальная продолжительность сквашивания молока зависела от штаммового состава закваски и типа стабилизатора. Минимальная продолжительность сквашивания при использовании закваски «Lactoferm» и различных типов стабилизаторов структуры составляла: для закваски (YO-441) и стабилизатора структуры КМЦ Акуцель 3265 – 5,5±0,3 ч; для заквасок YO-441, RENNET, PROTEK и стабилизатора структуры камеди рожкового дерева – 5,5-7,0 ч; для закваски KEFIR-30 и стабилизатора структуры альгинат натрия НО4-600 – 11,5±0,5 ч; для закваски MSO-11 и стабилизатора структуры ксантановой камеди – 10,5±0,5 ч.

Таблица 1

Продолжительность сквашивания молока кисломолочными микроорганизмами

Стабилизатор

Наименование

CY346/347

FVV-21

CY DSL

FVV-31

LbS 22.11 (R4)

LbS 22.11 (R2)

LbS 22.11 (Y3)

LbS 22.11 (Y2)

KEFIR-30

YO-441

MSO-11

RENNET

PROTEK

КМЦ Акуцель 3265

6,5±0,4

6,0±0,3

5,5±0,3

7,0±0,4

7,5±0,4

7,0±0,4

9,5±0,5

9,5±0,5

12,5±0,6

5,5±0,3

11,0±0,5

8,5±0,4

6,5±0,4

КМЦ 4500-6000

7,0±0,4

6,0±0,3

6,0±0,3

8,0±0,5

7,0±0,4

6,5±0,4

8,0±0,5

8,5±0,5

12,0±0,6

6,0±0,3

11,0±0,5

9,0±0,5

7,0±0,4

Конжаковая камедь

6,0±0,4

5,5±0,3

5,5±0,3

6,0±0,4

6,5±0,4

6,0±0,3

7,5±0,4

8,0±0,5

13,5±0,6

5,0±0,2

12,5±0,6

7,5±0,4

6,5±0,4

КМЦ 6000-9000

7,5±0,4

6,5±0,4

6,0±0,4

8,0±0,5

7,5±0,4

6,5±0,4

7,5±0,4

8,0±0,5

12,5±0,6

6,0±0,3

11,5±0,6

8,0±0,5

8,0±0,5

Пектин АРА 105

6,5±0,4

5,5±0,3

5,5±0,3

7,5±0,4

8,5±0,5

8,0±0,5

9,0±0,5

9,0±0,5

12,0±0,6

7,5±0,4

10,5±0,5

8,5±0,5

7,0±0,4

Камедь рожкового дерева

5,5±0,3

5,0±0,3

5,0±0,3

5,5±0,3

6,5±0,4

6,5±0,4

7,0±0,4

7,5±0,4

13,5±0,6

5,5±0,3

11,5±0,5

7,5±0,5

6,0±0,4

Альгинат натрия НО4-600

7,5±0,4

7,0±0,4

6,5±0,4

8,0±0,5

7,5±0,4

7,0±0,4

8,5±0,5

8,5±0,5

11,5±0,6

6,5±0,4

12,5±0,6

9,0±0,5

8,5±0,5

Пирофосфат натрия SAPP 28

8,0±0,5

7,5±0,4

7,5±0,4

8,5±0,5

8,0±0,5

7,5±0,4

8,5±0,5

9,0±0,5

12,0±0,6

7,0±0,4

11,0±0,5

8,0±0,5

7,5±0,4

КМЦ Акуцель 2785

6,5±0,4

5,5±0,3

5,5±0,3

7,0±0,4

8,0±0,5

7,5±0,4

9,0±0,5

9,0±0,5

13,0±0,6

6,5±0,4

12,5±0,6

8,5±0,5

7,0±0,3

Пирофосфат натрия SAPP 40

7,5±0,4

6,5±0,4

6,0±0,3

7,5±0,4

7,5±0,4

6,5±0,4

8,5±0,5

8,5±0,5

13,5±0,6

6,0±0,3

11,5±0,5

7,5±0,5

7,5±0,4

Ксантановая камедь

6,0±0,3

5,5±0,3

5,5±0,3

6,5±0,4

7,5±0,4

7,0±0,4

8,0±0,5

8,5±0,5

12,0±0,6

6,0±0,3

10,5±0,5

8,0±0,5

6,5±0,3

Контроль

8,5±0,5

8,0±0,5

9,0±0,5

10,5±0,6

9,0 ±0,5

10,5±0,6

10,6±0,6

11,0±0,6

13,0±0,6

7,0±0,4

14,5±0,7

10,0±0,5

8,5±0,5