Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
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 (
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 (КМ - Акуцель 3265; КМ - 4500-6000; конжаковая камедь; КМ - 6000-9000; пектин АРА 105; камедь рожкового дерева; альгинат натрия НО4-600; пирофосфат натрия SAPP 28; КМ - 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 КМ - Акуцель 3265 - 5,50,3 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 - 11,50,5 ч; для закваски MSO-11 и стабилизатора структуры ксантановой камеди - 10,50,5 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 | |
КМ - Акуцель 3265 | 6,50,4 | 6,00,3 | 5,50,3 | 7,00,4 | 7,50,4 | 7,00,4 | 9,50,5 | 9,50,5 | 12,50,6 | 5,50,3 | 11,00,5 | 8,50,4 | 6,50,4 |
КМ - 4500-6000 | 7,00,4 | 6,00,3 | 6,00,3 | 8,00,5 | 7,00,4 | 6,50,4 | 8,00,5 | 8,50,5 | 12,00,6 | 6,00,3 | 11,00,5 | 9,00,5 | 7,00,4 |
Конжаковая камедь | 6,00,4 | 5,50,3 | 5,50,3 | 6,00,4 | 6,50,4 | 6,00,3 | 7,50,4 | 8,00,5 | 13,50,6 | 5,00,2 | 12,50,6 | 7,50,4 | 6,50,4 |
КМ - 6000-9000 | 7,50,4 | 6,50,4 | 6,00,4 | 8,00,5 | 7,50,4 | 6,50,4 | 7,50,4 | 8,00,5 | 12,50,6 | 6,00,3 | 11,50,6 | 8,00,5 | 8,00,5 |
Пектин АРА 105 | 6,50,4 | 5,50,3 | 5,50,3 | 7,50,4 | 8,50,5 | 8,00,5 | 9,00,5 | 9,00,5 | 12,00,6 | 7,50,4 | 10,50,5 | 8,50,5 | 7,00,4 |
Камедь рожкового дерева | 5,50,3 | 5,00,3 | 5,00,3 | 5,50,3 | 6,50,4 | 6,50,4 | 7,00,4 | 7,50,4 | 13,50,6 | 5,50,3 | 11,50,5 | 7,50,5 | 6,00,4 |
Альгинат натрия НО4-600 | 7,50,4 | 7,00,4 | 6,50,4 | 8,00,5 | 7,50,4 | 7,00,4 | 8,50,5 | 8,50,5 | 11,50,6 | 6,50,4 | 12,50,6 | 9,00,5 | 8,50,5 |
Пирофосфат натрия SAPP 28 | 8,00,5 | 7,50,4 | 7,50,4 | 8,50,5 | 8,00,5 | 7,50,4 | 8,50,5 | 9,00,5 | 12,00,6 | 7,00,4 | 11,00,5 | 8,00,5 | 7,50,4 |
КМ - Акуцель 2785 | 6,50,4 | 5,50,3 | 5,50,3 | 7,00,4 | 8,00,5 | 7,50,4 | 9,00,5 | 9,00,5 | 13,00,6 | 6,50,4 | 12,50,6 | 8,50,5 | 7,00,3 |
Пирофосфат натрия SAPP 40 | 7,50,4 | 6,50,4 | 6,00,3 | 7,50,4 | 7,50,4 | 6,50,4 | 8,50,5 | 8,50,5 | 13,50,6 | 6,00,3 | 11,50,5 | 7,50,5 | 7,50,4 |
Ксантановая камедь | 6,00,3 | 5,50,3 | 5,50,3 | 6,50,4 | 7,50,4 | 7,00,4 | 8,00,5 | 8,50,5 | 12,00,6 | 6,00,3 | 10,50,5 | 8,00,5 | 6,50,3 |
Контроль | 8,50,5 | 8,00,5 | 9,00,5 | 10,50,6 | 9,0 0,5 | 10,50,6 | 10,60,6 | 11,00,6 | 13,00,6 | 7,00,4 | 14,50,7 | 10,00,5 | 8,50,5 |
Далее определяли влияние массовой доли камеди рожкового дерева на продолжительность сквашивания молока кисломолочными микроорганизмами. Массовую долю камеди рожкового дерева варьировали в диапазоне 0,5-2,5% с шагом 0,5%. В ходе исследования установлено, что с увеличением массовой доли стабилизатора продолжительность времени, необходимого для сквашивания кисломолочными бактериями, уменьшилось, что обусловлено повышением их активности в более вязкой среде, а также тем, что стабилизатор можно расценить как дополнительный фактор роста для микроорганизмов.
В табл. 2 приведены значения продолжительности сквашивания микроорганизмов DELVO-YOG от массовой доли камеди рожкового дерева.
Таблица 2
Изучение влияния массовой доли стабилизатора на продолжительность сквашивания молока заквасочными культурами DELVO-YOG, ч
Массовая доля камеди рожкового дерева, % | Наименование | |||
CY-346/347 | FVV-21 | CYDSL | FVV-31 | |
0,5 | 7,50,3 | 6,50,3 | 7,00,3 | 7,50,3 |
1,0 | 7,50,3 | 6,00,3 | 6,50,3 | 7,00,3 |
1,5 | 7,00,3 | 6,00,3 | 5,50,2 | 6,50,3 |
2,0 | 6,50,3 | 5,00,2 | 5,00,2 | 6,50,3 |
2,5 | 5,50,2 | 4,50,2 | 4,50,2 | 6,00,3 |
Представленные данные свидетельствуют о том, что среди заквасочных культур DELVO-YOG при массовой доли камеди рожкового дерева 2,5% минимальная продолжительность сквашивания наблюдалось у FVV-21 и CYDSL (составила 4,5 ч).
Отмечено, что рациональная температура сквашивания обеспечивает получение молочнокислого продукта стандартной кислотности и влажности. При отклонении температуры сквашивания в большую или меньшую сторону от рациональной наблюдается увеличение размера белковых частиц сгустка и степени выделения сыворотки получается излишне кислый продукт, с неустойчивой консистенцией.
В табл. 3 приведены температуры оптимальной активности сквашивания молока культурами DELVO-YOG, AiBi и Lactoferm с применением стабилизаторов структуры. Окончание процесса сквашивания устанавливали по внешнему виду и кислотности сгустка (кислотность составляла 70-80 ОТ (pH 4,5-4,7)).
Анализ результатов экспериментальных исследований позволил установить, что для кисломолочных микроорганизмов серии Lactoferm (KEFIR-30; MSO-11; PROTEK) требуются более низкие температуры (на 10-12ОС по сравнению с другими видами исследуемых кисломолочных микроорганизмов) для получения сгустка требуемой консистенции и кислотности. Более низкие температуры сквашивания молочной смеси можно объяснить тем, что микроорганизмы серии Lactoferm (KEFIR-30; MSO-11; PROTEK) условно относятся к мезотермофильным, что выгодно отличает эти закваски от мезофильных.
Таблица 3
Температура активности кисломолочных микроорганизмов
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 | ||
КМ - Акуцель 3265 | 42,5 2,1 | 43,5 2,1 | 43,0 2,1 | 40,52,0 | 42,52,1 | 43,52,2 | 41,52,0 | 41,02,0 | 31,51,5 | 42,52,1 | 30,51,5 | 36,51,8 | 34,01,7 | |
КМ - 4500-6000 | 43,5 2,1 | 43,5 2,1 | 44,0 2,2 | 42,52,1 | 43,52,2 | 43,02,1 | 42,52,1 | 42,02,1 | 32,51,6 | 41,52,0 | 33,51,6 | 35,51,7 | 32,51,6 | |
Конжаковая камедь | 44,0 2,2 | 43,5 2,1 | 43,0 2,1 | 42,02,1 | 42,02,1 | 42,52,1 | 41,52,0 | 41,52,0 | 34,01,7 | 44,52,2 | 34,01,7 | 36,01,8 | 33,51,6 | |
КМ - 6000-9000 | 43,0 2,1 | 43,0 2,1 | 43,5 2,1 | 41,52,1 | 43,52,2 | 43,02,1 | 40,52,0 | 41,02,0 | 31,01,5 | 42,52,1 | 31,51,5 | 35,51,7 | 35,01,7 | |
Пектин АРА 105 | 44,5 2,2 | 44,5 2,2 | 44,0 2,2 | 42,52,1 | 43,52,2 | 43,02,1 | 42,02,1 | 42,02,1 | 32,01,6 | 43,02,1 | 33,51,6 | 34,51,7 | 33,51,6 | |
Камедь рожкового дерева | 43,0 2,1 | 43,5 2,1 | 43,0 2,1 | 40,52,0 | 44,02,2 | 43,52,2 | 41,02,0 | 41,52,0 | 32,51,6 | 43,52,1 | 32,01,5 | 36,51,8 | 34,01,7 | |
Альгинат натрия НО4-600 | 45,5 2,2 | 45,02,2 | 44,5 2,2 | 41,02,0 | 42,52,1 | 42,02,1 | 42,52,1 | 42,02,1 | 31,51,5 | 41,52,1 | 32,51,6 | 35,51,7 | 35,01,7 | |
Пирофосфат натрия SAPP 28 | 44,0 2,2 | 44,5 2,2 | 43,5 2,1 | 40,02,0 | 43,02,1 | 43,02,1 | 41,52,0 | 41,52,0 | 33,51,6 | 41,02,0 | 33,51,6 | 37,01,8 | 35,51,8 | |
КМ - Акуцель 2785 | 44,5 2,2 | 43,5 2,1 | 44,0 2,2 | 42,02,1 | 43,52,2 | 43,52,2 | 41,02,0 | 41,52,0 | 31,01,5 | 42,52,1 | 31,51,5 | 36,51,8 | 33,01,6 | |
Пирофосфат натрия SAPP 40 | 43,0 2,1 | 44,0 2,2 | 43,5 2,1 | 41,02,0 | 42,02,1 | 42,52,1 | 41,52,0 | 42,02,1 | 32,51,6 | 41,52,1 | 33,51,6 | 35,01,7 | 34,51,7 | |
Ксантановая камедь | 42,5 2,1 | 43,5 2,1 | 43,0 2,1 | 40,52,0 | 43,52,2 | 42,52,1 | 40,52,0 | 41,02,0 | 33,01,6 | 43,52,2 | 32,01,5 | 36,51,8 | 34,01,7 | |
Исследование галактозидазной и протеолитической активности
кисломолочных микроорганизмов серии
DELVO-YOG, AiBi, Lactoferm
Бактериальные культуры применяют, чтобы вызвать направленный гликолиз лактозы для образования молочной кислоты и регулируемый протеолиз казеина при производстве молочных продуктов, в том числе и структурированных.
Культивирование заквасочных культур, обладающих выраженной протеолитической активностью, ускоряет развитие бифидобактерий в структурированном продукте и улучшает органолептические свойства продукта.
В табл. 4 приведена галактозидазная активность кисломолочных микроорганизмов серии DELVO-YOG, AiBi, Lactoferm при массовой доле стабилизатора 1,5%. Заквасочные культуры DELVO-YOG обладают максимальной галактозидазной активностью при использовании в качестве стабилизатора КМ - Акуцель 2785, а именно: CY-346/347 - 3,470,17; FVV-21 - 3,540,17; CY DSL - 3,320,16; FVV-31 - 3,420,17 мг лактозы/100 мг сыворотки. При использовании в качестве стабилизатора альгината натрия НО4-600 активность заквасочных культур минимальна: CY-346/347 - 2,770,13; FVV-21 - 2,160,10; CY DSL - 2,580,13; FVV-31 - 2,790,14 мг лактозы/100 мг сыворотки.
Заквасочные культурылAiBi в сравнении с заквасочными культурами DELVO-YOG наоборот, при использовании альгината натрия НО4-600 имеют максимальную галактозидазную активность, а минимальную при использовании конжаковой камеди (рис. 2).
Рис. 2. Галактозидазная активность заквасочных культур AiBi LbS 22.11(R4) при массовой доле стабилизатора 1,5%
Далее исследовали протеолитическую активность кисломолочных микроорганизмов серии DELVO-YOG, AiBi, Lactoferm при использовании различных стабилизаторов структуры с массовой долей стабилизатора 1,5%.
Таблица 4
Галактозидазная активность кисломолочных микроорганизмов при массовой доле стабилизатора 1,5 %,
мг лактозы/100 мг сыворотки
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 | |
КМ - Акуцель 3265 | 3,29 0,16 | 3,48 0,17 | 3,02 0,15 | 3,29 0,16 | 3,52 0,17 | 3,80 0,18 | 3,54 0,17 | 3,67 0,18 | 4,33 0,21 | 4,29 0,21 | 4,36 0,22 | 4,300,21 | 4,400,22 |
КМ - 4500-6000 | 2,81 0,14 | 2,94 0,15 | 2,98 0,14 | 3,14 0,15 | 4,15 0,20 | 3,99 0,20 | 4,06 0,20 | 4,18 0,21 | 4,58 0,23 | 4,47 0,22 | 4,55 0,22 | 4,560,22 | 4,550,22 |
Конжаковая камедь | 2,94 0,14 | 2,90 0,15 | 2,970,14 | 3,11 0,15 | 3,28 0,16 | 3,27 0,16 | 3,53 0,17 | 3,42 0,17 | 4,76 0,24 | 4,64 0,23 | 4,67 0,23 | 4,780,24 | 4,540,22 |
КМ - 6000-9000 | 3,06 0,15 | 3,33 0,16 | 3,29 0,16 | 2,96 0,14 | 3,68 0,18 | 3,54 0,17 | 3,70 0,18 | 3,60 0,18 | 4,63 0,23 | 4,53 0,22 | 4,77 0,24 | 4,440,22 | 4,770,24 |
Пектин АРА 105 | 3,30 0,16 | 3,30 0,16 | 3,17 0,15 | 3,23 0,16 | 3,75 0,18 | 3,77 0,19 | 3,90 0,19 | 3,41 0,17 | 4,84 0,24 | 4,85 0,24 | 4,67 0,23 | 4,530,22 | 4,850,24 |
Камедь рожкового дерева | 2,96 0,15 | 3,28 0,16 | 2,74 0,13 | 2,88 0,13 | 4,10 0,20 | 3,99 0,22 | 3,88 0,19 | 3,72 0,18 | 4,42 0,22 | 4,37 0,21 | 4,41 0,22 | 4,580,23 | 4,700,23 |
Альгинат натрия НО4-600 | 2,77 0,14 | 2,16 0,10 | 2,58 0,12 | 2,79 0,12 | 4,21 0,21 | 4,39 0,22 | 4,36 0,21 | 4,29 0,21 | 4,53 0,22 | 4,68 0,23 | 4,89 0,24 | 4,360,22 | 4,480,22 |
Пирофосфат натрия SAPP 28 | 2,84 0,14 | 2,94 0,14 | 2,81 0,14 | 2,91 0,14 | 3,62 0,18 | 3,70 0,18 | 3,92 0,19 | 4,03 0,20 | 4,93 0,24 | 4,99 0,25 | 4,76 0,29 | 4,830,24 | 4,940,24 |
КМ - Акуцель 2785 | 3,47 0,17 | 3,54 0,17 | 3,32 0,16 | 3,42 0,17 | 3,98 0,20 | 3,96 0,19 | 4,02 0,20 | 3,93 0,19 | 4,38 0,22 | 4,60 0,23 | 4,70 0,23 | 4,520,22 | 4,650,23 |
Пирофосфат натрия SAPP 40 | 3,05 0,15 | 3,11 0,15 | 2,63 0,13 | 2,93 0,14 | 3,69 0,18 | 3,59 0,18 | 3,61 0,18 | 3,72 0,18 | 4,94 0,24 | 5,09 0,25 | 4,97 0,24 | 4,730,23 | 5,150,25 |
Ксантановая камедь | 3,13 0,15 | 2,99 0,14 | 2,83 0,14 | 3,12 0,15 | 3,84 0,19 | 3,76 0,18 | 3,98 0,20 | 3,95 0,19 | 4,56 0,23 | 4,61 0,23 | 4,57 0,22 | 4,330,21 | 4,850,24 |
Кисломолочные микроорганизмы серии DELVO-YOG имели максимальную протеолитическую активностью при использовании в качестве стабилизатора пирофосфата натрия SAPP 28: CY-346/347 - 3,290,05; FVV-21 - 3,060,05; CY DSL - 3,110,05; FVV-31 - 3,270,0510-2 мг небелкового азота/100 мг сыворотки. Минимальную протеолитическую активностью кисломолочные микроорганизмы серии DELVO-YOG имели при использовании стабилизатора КМ - 6000-9000: CY-346/347 - 2,510,05; FVV-21 - 2,430,05; CY DSL - 2,310,05; FVV-31 - 2,520,0510-2 мг небелкового азота/100 мг сыворотки (рис. 3).
Рис. 3. Протеолитическая активность кисломолочных микроорганизмов DELVO-YOG CY-346/347 при массовой доле стабилизатора 1,5%
Протеолитическая активность кисломолочных микроорганизмов серии AiBi максимальна при использовании альгината натрия НО4-600. Протеолитическая активность кисломолочных микроорганизмов серии Lactoferm максимальна при использовании пектин АРА 105 и изменяется от 4,76 до 4,6110-2 мг небелкового азота/100 мг сыворотки.
Изучение роста кислотообразующей способности молочнокислых
микроорганизмов серии DELVO-YOG, AiBi, Lactoferm
На рис. 4-6 представлено изменения pH в процессе сквашивания молока молочнокислыми микроорганизмами серий DELVO-YOG, CY-346/347, AiBi, LbS 22.11(R2), Lactoferm, YO-441 с массовой долей стабилизатора 1,5% при различных температурах. Начальная кислотность составляла 6,5-6,6. В процессе сквашивания происходило снижение активной
кислотности, вследствие чего среда становилась более кислой. Графики изменения активной кислотности в процессе сквашивания молока различными молочнокислыми микроорганизмами имели типовой характер изменения. В течение первых шести часов происходило наиболее интенсивное изменение активной кислотности.
Рис. 4. Кривые кислотообразования (кисломолочные микроорганизмы DELVO-YOG, CY-346) в продукте с массовой долей стабилизатора 1,5% при температурах: 1 - 41ОС; 2 - 43ОС; 3 - 45ОС
Рис. 5. Кривые кислотообразования (кисломолочные микроорганизмы AiBi LbS 22.11(R2)) в продукте с массовой долей стабилизатора 1,5% при температурах: 1 - 41ОС; 2 - 43ОС; 3 - 45ОС
Рис. 6. Кривые кислотообразования (кисломолочные микроорганизмы Lactoferm YO-441) в продукте с массовой долей стабилизатора 1,5% при температурах: 1 - 41ОС; 2 - 43ОС; 3 - 45ОС
Активная кислотность среды за шесть часов сквашивания кисломолочными микроорганизмами серии DELVO-YOG, CY-346/347 снижается в интервале с pH 6,5 до pH 5,2-5,0; AiBi LbS 22.11(R2) снижается в интервале с pH 6,5 до pH 4,9-5,1; Lactoferm YO-441 снижается в интервале с pH 6,6 до pH 4,4-4,6. При дальнейшем сквашивании с 6 до 10 ч происходит замедление процесса сквашивания, однако наблюдается стабильное уменьшение активной кислотности бактерии. На развитие кисломолочных микроорганизмов в процессе сквашивания оказывает влияние и среда, в которой происходит их развитие. При производстве структурированных продуктов средой для развития кисломолочных микроорганизмов является сгусток, стабилизированный различными веществами. Структура молочных сгустков после 10 ч сквашивания молочнокислыми микроорганизмами серий DELVO-YOG, CY-346/347, AiBi, LbS 22.11(R4), Lactoferm KEFIR-30 приведена на рис. 7.
| а | б |
| в | Рис. 7. Структура молочных сгустков после 10 ч сквашивания молочнокислыми микроорганизмами серий (увеличение в 200 раз): а - DELVO-YOG CY-346/347; б - AiBi LbS 22.11(R4); в - Lactoferm KEFIR-30 |
При увеличении в 200 раз видно, что сгусток имел достаточно плотную консистенцию. На микрофотографиях отчетливо видны белковые частицы сгустка. Они равномерно распределены по всей структуре и имеют размер от 200 до 300 мкм. Молочный жир в сгустке также обнаружен и он представляет собой большое количество отдельных, независимых один от другого жировых шариков.
Разработка технология кисломолочного
структурированного продукта
Результатом проведенных исследований явилась разработка технологии структурированного кисломолочного продукта. Предлагаемая технология направлена на производство структурированного кисломолочного продукта с применением кисломолочных микроорганизмов. Отличительной особенностью разработанного продукта является использование различных стабилизаторов структуры. По физико-химическим показателям структурированный кисломолочный продукт должен соответствовать требованиям, указанным в табл. 5.
Таблица 5
Физико-химические показатели структурированного кисломолочного продукта
Наименование показателя | Значение показателя | |||
обезжиренный | не жирный | классический | жирный | |
Массовая доля жира, % | не более 1,8 | 2,0; 3,0; 3,8 | 4,0; 9,0; 18,0 | 19,0; 20,0; 23,0 |
Массовая доля влаги, %, не более | 80,0 | 76,0 | 70,0 | 60,0 |
Кислотность, ОТ, не более | 140 | 120 | 100 | 100 |
Технологическая схема процесса производства структурированного кисломолочного продукта представлена на рис. 8.
Рис. 8. Технологическая схема производства структурированного
кисломолочного продукта
По органолептическим показателям разработанный продукт соответствовал питьевому йогурту. Испытания технологии проведены в промышленных условиях компании ООО Милорада (г.Москва).
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
1. Исследованы особенности кисломолочного процесса в присутствии стабилизаторов структуры и разработана технология структурированного кисломолочного продукта.
2. Установлено, что минимальная продолжительность сквашивания молока наблюдается при использовании кисломолочных микроорганизмов серий DELVO-YOG, AiBi, Lactoferm и использовании стабилизатора структуры камеди рожкового дерева. При увеличении массовой доли стабилизатора до 2,5% продолжительность сквашивания снижается.
3. Определена рациональная температура активности кисломолочных микроорганизмов 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 AiBi (YO-441) - в интервале 40,0-45,0ОС; серии AiBi (KEFIR-30; MSO-11; PROTEK) в интервале 30,0-35,5 ОС. В указанных диапазонах температур увеличивалась галактозидазная и протеолитическая активность кисломолочных микроорганизмов в сравнении с другими температурами.
4. Установлено, для того, чтобы кисломолочные микроорганизмы серии DELVO-YOG, AiBi и Lactoferm проявляли наибольшую галактозидазную и протеолитическую активность необходимо использовать стабилизаторы в концентрации от 1,0 до 1,5%.
5. Определенно, что кисломолочные микроорганизмы серии DELVO-YOG обладали максимальной галактозидазной активностью при использовании в качестве стабилизатора КМ - Акуцель 2785, а минимальной при использовании в качестве стабилизатора альгината натрия НО4-600. Кисломолочные микроорганизмы серии AiBi при использовании альгината натрия НО4-600 имели максимальную галактозидазную активность, минимальную - при использовании конжаковой камеди. Кисломолочные микроорганизмы серии Lactoferm имели максимальную галактозидазную активность при использовании в качестве стабилизатора структуры пирофосфата натрия SAPP 40, минимальную - при использовании КМ - Акуцель 3265.
6. На основании проведенных исследований установлено, что при использовании кисломолочных микроорганизмов серии DELVO-YOG (FVV-31; FVV-21; CY DSL; CY-346/347); AiBi (LbS 22.11(R4); LbS 22.11(R2); LbS 22.11(Y3); LbS 22.11(Y2)); Lactoferm (KEFIR-30; YO-441; MSO-11; RENNET; PROTEK) продолжительность процесса сквашивания составляла 10 ч для образования требуемого количества кисломолочных микроорганизмов. Наибольшее количество молочной кислоты в процессе сквашивания образовывалось при использовании кисломолочных микроорганизмов серий DELVO-YOG FVV-31; AiBi LbS 22.11(R2) и Lactoferm PROTEK.
6. Максимальное количество молочной кислоты после 10 ч сквашивания образовывалось при применении кисломолочных микроорганизмов серий DELVO-YOG CY-346/347 в среде КМ - Акуцель 2785 - 0,98 г/л; AiBi LbS 22.11(R4) в среде пектина APA 105 - 1,40 г/л; Lactoferm KEFIR-30 в среде конжаковой камеди - 1,9 г/л. Минимальное количество молочной кислоты после 10 сквашивания образовывалось при применении кисломолочных микроорганизмов серии DELVO-YOG CY-346/347 в среде КМ - 6000-9000 - 0,88 г/л; AiBi LbS 22.11(R4) в среде КМ - Акуцель 3265 - 1,00 г/л; Lactoferm KEFIR-30 в среде КМ - Акуцель 2785 - 1,05 г/л.
7. На основании результатов проведенных исследований разработана технология структурированного кисломолочного продукта (9225-153-02068315-2012). Результаты исследований апробированы в производственных условиях.
По материалам диссертации опубликованы следующие работы:
Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ
1. Сравнительное исследование микроструктуры и состава стабилизаторов растительного происхождения / А.Н. Архипов, А.В. Позднякова, А.В. Крупин, М.В. Баканова // Техника и технология пищевых производств.- 2011.- №4.- С. 14-19.
2. Архипов, А.Н. Исследование микроструктуры и компонентного состава пищевых стабилизаторов / А.Н. Архипов, Н.А. Масунов, А.В. Позднякова // Вестник КрасГАУ.- 2012.- №1.- С.178-182.2.
3. Архипов, А.Н. Исследование галактозидазной и протеолитической активности кисломолочных микроорганизмов серии DELVO-YOG в стабилизированных молочных продуктах / А.Н. Архипов, А.В. Позднякова, О.В. Козлова // Техника и технология пищевых производств.- 2012.- №2.- С. 3-6.
Материалы конференций
4. Беспоместных, К.В. Проблема производства кисломолочных продуктов с заданными показателями качества безопасности / К.В. Беспоместных, А.В. Позднякова // Проведение научных исследований под руководством приглашенных исследователей в 2010 году: материалы Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи (18-22 октября 2010 г).- Кемерово.- 2010.- С. 45-47.
5. Фролов, С.В. Возможности использования вторичного молочного сырья в технологии напитков направленного действия / С.В. Фролов, И.С. Разумникова, А.В. Позднякова // Проведение научных исследований под руководством приглашенных исследователей в 2010 году: материалы Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи (18-22 октября 2010 г).- Кемерово.- 2010.- С. 45-47.
6. Архипов, А.Н. Исследование протеолитической активности кисломолочных микроорганизмов серии DELVO-YOG в стабилизированных молочных продуктах / А.Н. Архипов, А.В. Позднякова // Технические науки - от теории к практике: тезисы научных работ.- Новосибирск.- 2011.- С.121-122.
7. Архипов, А.Н. Исследование влияние массовой доли стабилизатора КМ - АКУЦЕЛЬА 3265 на продолжительность сквашивания молочнокислыми микроорганизмами серии DELVO-YOG / А.Н. Архипов, А.В. Позднякова // Инновационное развитие малых городов России: научный и технологический потенциал: материалы Международной конференции.- Мелеуз.- 2011.- 65-67.
8. Архипов, А.Н. Исследование продолжительности сквашивания микроорганизмов серии DELVO-YOG в стабилизированных кисломолочных продуктов / А.Н. Архипов, А.В. Позднякова // Качество продукции технологий и образования: материалы VII Всероссийской научно-практической конференции.- Магнитогорск.- 2012.- С. 70-72.
9. Архипов, А.Н. Исследование галактозидазной активности кисломолочных микроорганизмов серии DELVO-YOG в стабилизированных молочных продуктах / А.Н. Архипов, А.В. Позднякова // Инновации в технологиях и образовании: Труды V Международной научной конференция.- Белово.- 2012.- С. 43-44.
10. Позднякова, А.В. Исследование зависимости оптимальной температуры культивирования микроорганизмов серии DELVO-YOG от массовой доли КМ - 4500-6000 / А.В. Позднякова, А.Н. Архипов // Пищевые продукты и здоровье человека: материалы Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых.- Кемерово.- 2012.- С. 26.
11. Позднякова, А.В. Исследование зависимости протеолитической активности кисломолочных микроорганизмов серии AiBi от температуры культивирования / А.В. Позднякова, А.Н. Архипов // Инновации в науке: труды Международной заочной научно-практической конференции.- Новосибирск.- 2012.- С. 81-82.
12. Архипов, А.Н. Исследование зависимости продолжительности сквашивания кисломолочных микроорганизмов серии LACTOFERM от типа стабилизатора / А.Н. Архипов, А.В. Позднякова // Наука и образование: опыт, проблемы, перспективы развития: Тезисы Международной заочной научно-практической конференции.- Челябинск, 2012.- С. 59.
___________________________________________________________________________________________
Подписано в печать 16.04.2012 Формат 60х86/16. Тираж 80 экз. Объем 1,1 п.л. Заказ № _53__
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.
650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47.
Отпечатано в лаборатории множительной техники КемТИППа.
650010, г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52
_____________________________________________________________________________
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям