Авторефераты диссертаций >> Авторефераты по Продовольственным продуктам

Pages: |

| 2 | 3 |

Исследование, интенсификация и разработка технологии плавленых сыров

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Емелин Владимир Павлович

ИССЛЕДОВАНИЕ, ИНТЕНСИФИКАЦИЯ

И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ

ПЛАВЛЕНЫХ СЫРОВ

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,

Заслуженный деятель науки и техники РФ

Остроумов Лев Александрович

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

Мотовилов Константин Яковлевич,

доктор биологических наук, профессор,

член-корреспондент Россельхозакадемии,

Государственное научное учреждение

«Сибирский научно-исследовательский

институт переработки сельскохозяйственной

продукции» Российской академии

сельскохозяйственных наук, директор

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего

профессионального образования «Кемеровский государственный сельскохозяйственный

институт»

Защита диссертации состоится «25» декабря 2012 г. в 10-00 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.809.01 при ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47, 4-я лекц. ауд., тел/факс: (8-384-2) 39-68-88.

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

Автореферат разослан « 23 » ноября 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Кригер Ольга Владимировна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. К настоящему времени производство продуктов питания является одним из ключевых факторов обеспечения экономической безопасности страны. Это положение закреплено законодательными и нормативными актами, действующими на территории России. Важнейшее место при этом отводится молочной отрасли, в задачи которой входит рациональное и более полное использование составных частей молока с целью создания такого ассортимента молочной продукции, который удовлетворял бы спрос потребителей.

Разработка широкого ассортимента продуктов питания, повышение их биологической ценности, а также создание продуктов с учетом требований рационального и здорового питания, является актуальными проблемами современной пищевой промышленности. Интерес к белкам молока и пастообразным продуктам на их основе является движущей силой для ученых и практиков в области поиска новых ресурсосберегающих технологий.

В настоящее время для оптимизации технологических процессов успешно реализована задача совмещения всех операций в одной установке. Решение этой задачи потребовало создания новой оригинальной конструкции гидродинамического измельчателя-диспергатора. Подобная интенсификация обусловлена многофакторным воздействием (механическим, гидродинамическим, гидроакустическим) на обрабатываемую жидкую гетерогенную среду. Все вышеизложенное указывает на актуальность разработки технологий пастообразных молочных продуктов с использованием молочно-белковых концентратов в гидродинамическом измельчателе-диспергаторе.

Степень разработанности. Большим резервом повышения эффективности использования сырьевых ресурсов, в т.ч. обезжиренного молока, является комплексная и рациональная переработка молочного сырья и увеличение выпуска продуктов на основе молочно-белковых концентратов (МБК), которые имеют преимущества перед цельным и сгущенным молоком: в них значительная концентрация белковых веществ, они обладают хорошими технологическими свойствами.

Современные аспекты технологии переработки молочного сырья развивались ведущими специалистами отрасли (П.Ф. Крашенинин, Н.Н. Липатов, М.С.Коваленко, Н.Н. Липатов (мл.), А.М.Маслов, В.А. Павлов, А.Г. Храмцов, В.Д. Харитонов, Л.А. Остроумов, П.Г. Нестеренко, И.А. Евдокимов, Г.Г. Шилер, А.А. Храмцов, Н.А. Тихомирова, Ю.Я. Свириденко, И.С. Хамагаева, К.К. Полянский, В.И. Ганина, В.Ф. Семенихина, Н.И. Дунченко, Л.В. Голубева и др.).

Цели и задачи исследований. Целью настоящей работы является исследование, интенсификация и разработка технологии плавленых сыров с использованием гидродинамического измельчителя-диспергатора ГИД-100/1.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

- изучение состава и свойств молочно-белковых концентратов, полученных разными способами;

- оценка влияния параметров работы установки ГИД-100/1 на формирование структуры плавленых сыров;

- исследование влияния режимов гомогенизации на изменение среднего диаметра частиц жировой фазы;

- разработка технологии плавленых сыров и плавленых сырных продуктов;

- исследование состава и свойств разработанных продуктов, определение продолжительности хранения;

- внедрение результатов работы в производство в ООО «Плавыч», оценка эффективности выработки.

Научная новизна работы. Исследованы состав и технологические свойства молочно-белковых концентратов, полученных разными способами (сычужная коагуляция, кислотная коагуляция, ультрафильтрация). Показано, что массовая доля общего белка, казеинов и сывороточных белков в них варьировала от (11,55+0,81) до (16,20+1,13) %; от (9,51+0,67) до (15,12+1,08) и от (1,08+0,08) до (2,04+0,14) %, соответственно.

Установлено влияние величины зазора между ротором и статором на величину среднего диаметра мицелл казеина при обработке молочно-белковых концентратов в установке ГИД-100/1, определены рациональные параметры технологического процесса: величина зазора 1,5–2,5 мм, доза фосфатной добавки 0,7 %, продолжительность и температура обработки 5–9 мин и (85+5) оС. Показано, что в установке ГИД-100/1 способность к диспергированию молочно-белковых концентратов на 10–15 % выше по сравнению с традиционным способом.

Выявлено снижение количества выделившейся сыворотки на 10,9–14,1 %, по сравнению с традиционным способом. Доказано, что в случае увеличения давления гомогенизации с 2106 до 20106 Па размер частиц жира уменьшается примерно на 45%.

Показано, что скор по незаменимым аминокислотам в белке разработанного продукта превышает 100 %.

Практическая значимость. Разработана нормативная документация на плавленые сыры и плавленые сырные продукты на основе молочно-белковых концентратов. Апробация технологии и ее промышленное внедрение осуществлено в ООО «Плавыч».

Методология и методы исследования

Общая схема проведения исследований приведена на рисунке 1.

ИССЛЕДОВАНИЕ, ИНТЕНСИФИКАЦИЯ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЛАВЛЕНЫХ СЫРОВ

I. Теоретические исследования

Обобщение и анализ результатов отечественных и зарубежных исследований по теме работы

- аналитический обзор - цель и задачи исследований

II.

Экспериментальные исследования

Изучение состава и свойств молочно-белковых концентратов, полученных разными способами

- азотистые вещества - казеины - сывороточные белки - параметры выработки

Изучение влияния параметров работы установки ГИД-100/1 на формирование структуры плавленых сыров

- интенсивность - продолжительность - температура - компоненты рецептуры

Разработка интенсивной технологии плавленых сыров и плавленых сырных продуктов

- рецептура - регламент выработки - состав и свойства продуктов - условия хранения - показатели безопасности

III. Практическая реализация результатов

техническая документация

апробация технологии

внедрение в производство

эффективность выработки

Рисунок 1. Общая схема исследований

Первый этап работы связан с обобщением и анализом результатов отечественных и зарубежных специалистов по теме исследований.

Второй этап включал проведение экспериментальных исследований, связанных с оценкой состава и свойств молочно-белковых концентратов, полученных различными способами. Проводили сравнительные исследования по изучению состава казеинов и сывороточных белков, небелковых азотистых соединений, содержащихся в МБК.

На третьем этапе изучали влияние различных видов обработки на изменение свойств МБК при формировании структуры плавленых сыров. Варьируя факторы технологического процесса и соотношение компонентов рецептуры, получали рациональные параметры технологического процесса, которые позволяли реализовать на практике интенсивную технологию получения продуктов заданного уровня качества.

Заключительный этапы работы связан с ее практической реализацией.

При проведении исследований использовали стандартные и оригинальные методы исследований.

Содержание влаги, жира, белков определяли по ГОСТам, аминокислот - методом хроматографии, фракционный состав белков – методом электрофореза, макро- и микроэлементы – методом спектрофотометрии, микробиологические исследования – по соответствующим ГОСТам, реологические показатели – на вискозиметре.

Положения выносимые на защиту:

- экспериментальные данные, характеризующие состав и свойства молочно-белковых концентратов, полученных разными способами;

- результаты исследований по влиянию технологических факторов на формирование пастообразных молочных продуктов;

- способ выработки плавленых сыров и плавленых сырных продуктов в роторно-пульсационных установках типа ГИД-100/1, а также уточнение технологических и механических параметров их производства;

- технологические, биохимические, микробиологические и физико-химические особенности новых видов плавленых сыров.

Степень достоверности и апробации результатов.

Достоверность полученных результатов подтверждается методологией, применяемыми методами исследований, а также обработкой результатов методами вариационной статистики.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на научно-практических конференциях и симпозиумах: г. Кемерово (2006 г), Барнаул (2006 г), Хабаровск (2008) г), Ставрополь (2008 г).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе четыре в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Изучение состава и свойств молочно-белковых концентратов,

полученных разными способами

В результате варьирования параметров технологической обработки получены молочно-белковые концентраты, характеризующиеся специфическим составом и соотношением белков. В табл. 1 показан состав белков МБК и молока, из которого они получены.

Таблица 1

Состав белков молока и полученных МБК

Массовая доля, %	Молоко	МБК-ФП	МБК-ММ	МБК-УФ
Общий белок	3,15+0,22	16,20+1,13	14,85+1,03	11,45+0,81
Казеины	2,46+0,17	15,12+1,08	13,52+0,92	9,51+0,67
Сывороточные белки	0,69+0,04	1,08+0,08	1,23+0,08	2,04+0,14

Установлено, что способ концентрирования белков молока оказывает существенное влияние на соотношение основных фракций белков и общее содержание белковых веществ в молочно-белковых концентратах. Так, ферментация позволила увеличить массовую долю белковых веществ по сравнению с молоком в МБК-ФП в 5,1 раза, аналогичное увеличение для МБК-ММ и МБК-УФ составляет 4,7 и 3,7 раза соответственно.

Оценивали изменения качественного и количественного соотношения казеинов (табл. 2) и сывороточных белков (табл. 3) в МБК.

Таблица 2

Относительное содержание белков казеиновых фракций

в молоке и полученных МБК

Фракция	Относительное содержание, %
Фракция	Молоко	МБК-ФП	МБК-ММ	МБК-УФ
s1-фракция	33,3	27,0	26,4	25,7
s2-фракция	19,9	18,0	17,3	18,3
-фракция	21,6	19,8	20,3	18,9
-казеин	19,1	5,1	7,0	4,2
-казеин	4,9	16,0	6,0	10,9
Минорные фракции казеинов	1,2	14,1	23,0	22,0

Показано, что в наибольшей степени в МБК содержатся белки s- и -фракций. В результате технологической обработки практически все фракции казеинов трансформируются, обеспечивая увеличение доли минорных белковых компонентов. Наибольшее их содержание отмечается в МБК-ММ, что связано с использованием белковых веществ для обеспечения собственной жизнедеятельности микрофлоры. Наименьшим относительным содержанием характеризуется МБК-ФП вследствие достаточно высокой относительной специфичности свиного пепсина. В этой связи можно прогнозировать высокую биологическую ценность концентратов, полученных ультрафильтрацией.

Таблица 3

Относительное содержание сывороточных белков