Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
Герасимова Татьяна Владимировна
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КИСЛОМОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЭКСТРАКТОВ,
ОБОГАЩЕННЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
Специальность | - 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств |
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Ставрополь - 2012
Работа выполнена на кафедре прикладной биотехнологии
ФГБОУ ВПО Северо-Кавказский государственный
технический университет
Научный руководитель: | доктор технических наук, профессор Евдокимов Иван Алексеевич |
Официальные оппоненты: | Цугкиев Борис Георгиевич доктор сельскохозяйственных наук профессор, ФГБОУ ВПО Горский государственный аграрный университет, заведующий кафедрой биотехнологии Анисимов Сергей Владимирович кандидат технических наук ОАО Молочный комбинат Ставропольский, генеральный директор |
Ведущая организация: | ФГБОУ ВПО Воронежский государственный университет инженерных технологий |
Защита состоится л17 мая 2012 г. в 13-00 на заседании диссертационного совета Д212.245.05 при Северо-Кавказском государственном техническом университете по адресу: 355028, г.Ставрополь, пр. Кулакова, 2, ауд. К 308.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Северо-Кавказский государственный технический университет. С авторефератом диссертации можно ознакомиться на сайтах СевКавГТУ www.ncstu.ru и ВАК РФ Министерства образования и науки РФ www.vak.ed.gov.ru/ru/dissertation/
Автореферат разослан л___ 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.245.05, доктор технических наук, профессор | В.И. Шипулин |
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Национальная задача России - сохранение здоровья и продление жизни населения страны связана с обеспечением адекватного, биологически полноценного питания для всех возрастных и социальных групп граждан. Важнейшим условием решения этой проблемы является создание продуктов специализированного назначения, не только удовлетворяющих физиологические потребности человека в пищевых веществах и энергии, но и выполняющих профилактические и лечебные функции. В состав группы функционального питания входят лечебно-профилактические продукты, обогащенные молочнокислыми микроорганизмами. Они восстанавливают баланс микрофлоры в кишечнике, помогают переваривать молочный сахар, оказывают антагонистическое действие на патогенную микрофлору и нейтрализуют токсины, а также вырабатывают витамины группы В, в том числе фолиевую кислоту.
Перспективным направлением является использование в производстве современных молочных продуктов биологически активных веществ (БАВ) природного происхождения. Всё большее значение приобретают молочнокислые продукты с экстрактами растительного сырья. Популярность использования экстрактов растений в кисломолочных продуктах обусловлена наличием в их составе широкого спектра биологически активных веществ (витаминов, биофлавоноидов, антиоксидантов, дубильных веществ, макро- и микроэлементов).
Растительное сырье издавна используется как для лечения, так и для профилактики многих заболеваний, что позволяет позиционировать их в технологии продуктов функционального питания как БАД - парафармацевтики. Сочетание молочнокислой микрофлоры и биологически активных веществ экстрактов растений позволит значительно расширить гамму функциональных продуктов.
*Научные консультанты по экспериментальной части: к.т.н., доцент А.Д. Лодыгин, к.т.н., старший преподаватель Е.А. Абакумова
Теоретические и практические основы создания комбинированных продуктов изложены в трудах Голубевой Л. В., Захаровой Л. М., Зобковой З. С., Курчаевой Е. Е., Мельниковой Е. И., Полянского К. К., Тихомировой Н. А., Хамагаевой И. С., Харитонова В. Д., Храмцова А. Г., Gordon T., Ruhland Р., Sack H. и других отечественных и зарубежных ученых. В то же время, значительный научный и практический интерес представляет изучение возможности использования вторичного молочного сырья в качестве экстрагента для извлечения БАВ и применения получаемых экстрактов в технологии кисломолочных продуктов.
Таким образом, исследования, направленные на создание комбинированных продуктов с экстрактами биологически активных веществ растительного сырья, являются актуальными и способствуют решению проблемы расширения ассортимента молочных продуктов функционального назначения.
Цель и задачи исследований. Целью работы является изучение закономерностей экстракции биологически активных веществ из растительного сырья и их применения в технологии производства кисломолочных напитков.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
- обосновать выбор растительного сырья и экстрагента для извлечения биологически активных веществ;
- рассмотреть влияние технологических факторов на эффективность экстрагирования БАВ с использованием молочной сыворотки и её пермеата и определить оптимальные параметры процесса;
- изучить влияние растительных экстрактов на процесс ферментации молока культурами молочнокислых микроорганизмов и бифидобактерий;
- разработать рецептуры и технологию кисломолочных напитков с экстрактами БАВ растительного сырья;
- изучить хранимоспособность разработанных кисломолочных напитков;
- провести апробацию технологии в производственных условиях, разработать и утвердить техническую документацию на полученный продукт;
- провести оценку экономической эффективности и экологической безопасности разработанной технологии.
Научная новизна работы. Установлено влияние технологических факторов на процесс экстрагирования БАВ из растительного сырья при использовании в качестве экстрагентов молочной сыворотки и её пермеата. Получены математические модели и обоснованы оптимальные параметры, адекватно описывающие закономерности процесса экстрагирования. Экспериментально обоснован состав заквасочных культур для получения кисломолочных напитков, обогащенных БАВ растительного сырья. Изучено влияние полученных экстрактов БАВ на процесс ферментации молока культурами молочнокислых микроорганизмов и бифидобактерий.
Практическая значимость работы. Разработана технология получения кисломолочных напитков с экстрактами БАВ из растительного сырья и техническая документация - СТО 02067965-004-2011 Кисломолочные напитки с БАВ из растительного сырья. Произведены опытно-промышленные выработки напитков на ООО МЕГА ПрофиЛайн, г. Ставрополь и ООО Регион-Продукт, г. Нальчик.
Инновационные приоритеты работы:
- извлечение БАВ из композиций растительного сырья с использованием в качестве экстрагента молочной сыворотки и её пермеата;
- культивирование молочнокислых микроорганизмов и бифидобактерий на питательных субстратах, обогащенных экстрактами БАВ растительного происхождения;
- технология получения ассортимента кисломолочных напитков функционального назначения.
Апробация работы. Основные результаты работы обсуждены на РНПК Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону (Ставрополь, СевКавГТУ, 2010), НТК по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов Северо-Кавказского государственного технического университета за 2010 год (Ставрополь, СевКавГТУ, 2011), МНТК Современные достижения биотехнологии (Ставрополь, СевКавГТУ, 2011), МНПК международной научно-практической конференции (Волгоград, ИУНЛ ВолгГТУ, 2011).
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, содержащего 160 наименований, и приложений. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 41 таблицу, 26 рисунков и 11 приложений.
СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе рассмотрены современные технологии кисломолочных продуктов функционального питания и пути их совершенствования. Особое внимание уделено направлению совместного применения сырья растительного и животного происхождения и перспективам создания комбинированных продуктов. Изучены методы получения экстрактов из растительного сырья. Дана характеристика, свойства и химический состав растительного сырья. На основе анализа научно-технической литературы и поставленной цели определены задачи исследований.
Вторая глава посвящена методологии и методам проведения исследований. Общая схема проведения исследований представлена на рисунке 1.
В качестве объектов исследований были использованы: сыворотка сухая подсырная производства Брюховецкого МКК, ТУ 9223Ц123Ц04610209Ц2002; пермеат полученный методом ультрафильтрации, производство - ООО МЕГА ПрофиЛайн, г. Ставрополь; облепиха
Рисунок 1 - Схема проведения исследований
крушиновидная (Hippophae rhamnoides L.) производство - Завод пищеконцентратов ОАО Арктика, Ленинградская область, ТУ 9164-002- 54355780-2009; шиповник майский (Rosa majalis Herrm.) производство - ПКФ Фитофарм ООО, Краснодарский край, г. Анапа, Р N001184/01; рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia L.) производство - ЗАО Фирма Здоровье, г. Москва, Р №ЛС-002720 от 29.12.2006; эхинацея пурпурная (Echinacea purpura L.) производство - ПКФ Фитофарм ООО, Краснодарский край, г. Анапа, ТУ 9379Ц011Ц29604380Ц06; цветки липы (Tilia L.) производство - ПКФ Фитофарм ООО, Краснодарский край, г. Анапа, ЛСРЦ005268/07; молоко питьевое пастеризованное, с массовой долей жира не менее 2,5 %, 3,2 %, 5 %, производство - ОАО Молочный комбинат Ставропольский, г. Ставрополь, ГОСТ Р 52090Ц2003; бифидобактерии штаммов Bifidobacterium bifidum №1 или 791, лицензия № 99-04-000490, производство ЗАО Экополис, г. Киров, Р № 002188/01; культура Lactobacillus bulgaricus по ТУ 9229-004-14173891-07, г. Углич, ФГУП Экспериментальная биофабрика; культура Lactobacillus acidophilus по ТУ 9229-369-00419785-2004, г. Углич, ФГУП Экспериментальная биофабрика; культура Lactococcus lactis по ТУ 9229-001-43704355-03, ООО Барнаульская биофабрика БК-Алтай-СНЖ, культура Streptococcus thermophilus по ТУ 9229-102 04 61 0209-2002, г. Углич, ФГУП Экспериментальная биофабрика.
При выполнении работы применяли математические методы планирования и обработки экспериментальных данных. Все серии опытов проводили в трех-, пятикратной повторности. Для построения графических зависимостей использовали приложение Microsoft Excel. Для получения уравнений регрессии, адекватно описывающих исследуемые процессы, применяли полный факторный эксперимент по плану ПФЭ 23. Для обработки данных и графической интерпретации результатов использовали пакеты прикладных программ УFisherФ, УStatistika 5.5Ф, УCorel Graphics 11 ProfessionalФ и УMathCad ProfessionalФ.
Третья глава посвящена изучению процесса экстрагирования биологически активных веществ из растительного сырья. С целью реализации ресурсосберегающих технологий и рационального использования сырья получаемого в ходе производства различных молочных продуктов в качестве экстрагентов в работе использованы молочная сыворотка и её пермеат, полученный методом ультрафильтрации. Выбранные объекты соответствуют основным требованиям, предъявляемым к экстрагентам применяемым в пищевой промышленности.
Обоснован выбор композиций растительного сырья для получения экстрактов. На основании проведенных исследований растительное сырье было разделено на две композиции: липа и эхинацея (экстракт № 1), шиповник, рябина и облепиха (экстракт № 2).
Исследовано влияние технологических факторов на процесс получения водных экстрактов: температура, продолжительность процесса и соотношение сырья и экстрагента. При выборе технологических параметров процесса экстракции биологически активных веществ необходимо учитывать следующие факторы:
- аскорбиновая кислота окисляется в присутствии кислорода, скорость деградации витамина С и биофлавоноидов возрастает с повышением температуры (разрушаются при температуре выше 60 С), при увеличении рН раствора, под действием УФ - лучей, в присутствии солей тяжелых металлов;
- в процессе экстракции разность концентраций извлекаемого вещества и жидкой и твердой фазы постепенно уменьшается, в результате чего в определенный момент времени наступает динамическое равновесие процесса и дальнейшее проведение процесса не целесообразно;
- при увеличении соотношения расхода масс экстрагента и экстрагируемого вещества возрастает скорость экстрагирования, однако удорожаются и осложняются последующие процессы выделения целевого компонента.
Для проведения экспериментов на начальном этапе исследований были выбраны следующие параметры процесса экстрагирования: температура (40 - 60) С, продолжительность экстрагирования - 30 мин., количество сырья (3 - 9) %. В качестве экстрагента использовали дистиллированную воду - в дальнейшем как контрольный образец для сравнения. Предварительно высушенное и измельченное растительное сырье смешивали в соотношении 1 : 1, заливали дистиллированной водой и выдерживали при постоянной температуре в течение 30 минут. Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Количественное содержание витамина С и флавоноидов в экстрактах
Температура, С | Количество сырья, % (соотношение 1:1) | Содержание витамина С, мг/% | Содержание флавоноидов, мг/% | ||
Экстракт № 1 | Экстракт № 2 | Экстракт № 1 | Экстракт № 2 | ||
40 | 3 | 5,80,2 | 13,40,2 | 7,20,3 | 5,80,2 |
50 | 6,80,2 | 16,40,3 | 8,90,2 | 7,30,3 | |
60 | 3,60,2 | 9,240,2 | 4,90,2 | 3,00,2 | |
40 | 4 | 6,70,2 | 19,20,2 | 9,70,2 | 7,40,2 |
50 | 7,60,2 | 25,20,2 | 11,40,2 | 9,10,2 | |
60 | 4,30,2 | 10,30,2 | 5,90,2 | 4,80,2 | |
40 | 5 | 7,10,2 | 24,60,2 | 11,60,2 | 8,60,2 |
50 | 8,70,2 | 34,00,2 | 14,00,2 | 11,00,3 | |
60 | 5,00,3 | 11,7 0,2 | 6,10,2 | 5,10,2 | |
40 | 6 | 8,10,2 | 31,50,2 | 13,20,2 | 11,00,2 |
50 | 10,2 0,2 | 39,40,2 | 16,90,2 | 14,00,2 | |
60 | 5,20,2 | 13,60,2 | 6,20,2 | 5,50,2 | |
40 | 7 | 8,30,2 | 31,70,3 | 13,50,2 | 11,30,2 |
50 | 10,3 0,2 | 39,80,2 | 17,50,2 | 14,60,2 | |
60 | 5,4 0,3 | 13,90,2 | 6,60,2 | 5,60,2 | |
40 | 8 | 8,3 0,2 | 31,50,2 | 14,00,2 | 12,30,2 |
50 | 10,40,2 | 39,60,2 | 18,00,2 | 15,70,2 | |
60 | 5,20,2 | 14,10,2 | 6,80,2 | 5,80,2 | |
40 | 9 | 8,4 0,2 | 31,70,2 | 14,10,2 | 12,60,2 |
50 | 10,4 0,2 | 38,40,2 | 18,20,3 | 15,90,2 | |
60 | 4,8 0,2 | 13,30,3 | 6,90,2 | 5,90,2 | |
По данным таблицы 1 была рассчитана динамика выхода витамина С и флавоноидов, построены графические зависимости (рисунки 2, 3).
Экстракт № 1 | Экстракт № 2 |
Рисунок 2 - Зависимость количества витамина С от содержания сырья в экстрактах при температуре процесса: 1 - 60 С, 2 - 50 С, 3 - 40 С. | |
Экстракт № 1 | Экстракт № 2 |
Рисунок 3 - Зависимость количества флавоноидов от содержания сырья в экстрактах при температуре процесса: 1 - 60 С, 2 - 50 С, 3 - 40 С. | |
Установлено, что оптимальными с точки зрения экономической эффективности являются показатели выхода витамина С и флавоноидов при температуре 50 С и содержании сырья 6 %. При увеличении количества сырья по отношению к массе экстрагента не происходит значительного увеличения содержания биологически активных веществ в экстракте, следовательно увеличение расхода сырья является не рентабельным для производства. При повышении массы сырья до 9 % наблюдалось снижение содержания витамина С в экстракте, что обусловлено увеличением вязкости жидкости. Самые низкие показатели выхода витамина С и биофлавоноидов наблюдались при температуре 60 С, так как повышение температуры способствует их разрушению.
Изучено влияние продолжительности процесса на интенсивность экстракции. Для изучения влияния продолжительности процесса экстрагирования были выбраны следующие условия эксперимента: температура 50 С, соотношение сырья и экстрагента 6:100 и время экстрагирования 30 - 90 минут. Данные представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Динамика процесса экстрагирования БАВ из растительного сырья
Продолжительность процесса, мин | Количество витамина С, мг/% | Количество флавоноидов, мг/% | ||
экстракт № 1 | экстракт № 2 | экстракт № 1 | экстракт № 2 | |
30 | 9,20,2 | 19,40,2 | 16,30,2 | 8,20,2 |
60 | 16,30,2 | 45,50,2 | 25,60,3 | 15,80,2 |
90 | 20,20,3 | 38,20,2 | 22,40,2 | 15,40,2 |
Установлено, что при увеличении продолжительности времени экстрагирования наблюдается некоторое снижение содержание витамина С и биофлавоноидов, что возможно в следствии его окисления в присутствии кислорода либо под действием УФ - лучей, следовательно, наиболее оптимальным временем экстрагирования является 60 минут.
Для определения взаимного влияния факторов был спланирован и проведен полнофакторный эксперимент по униформЦрототабельному плану. Объекты исследования: сыворотка подсырная, пермеат, облепиха крушиновидная, шиповник майский, рябина обыкновенная, эхинацея пурпурная, цветки липы. Варьируемые параметры: температура (Х1), доза растительного сырья (Х2) и продолжительность процесса (Х3). Выходные параметры: количество витамина С (У1) и флавоноидов (У2). Параметры трехфакторного эксперимента приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Параметры трехфакторного эксперимента
Уровни варьирования входных параметров | Наименование параметров, обозначение | ||
Температура, Х1, С | Продолжительность, Х2, мин. | Соотношение сырья и экстрагента, Х3, | |
Верхний | 65 | 95 | 9,5:100 |
Нижний | 35 | 25 | 2,5:100 |
Основной | 50 | 60 | 6:100 |
Звездное плечо +R | 60 | 80 | 8:100 |
Звездное плечо - R | 40 | 40 | 4:100 |
В ходе проведенных исследований и анализа полученных данных, в качестве оптимального экстрагента, при применении которого выход витамина С и биофлавоноидов достигал максимальных значений, по отношению к другим экстрагентам, был выбран пермеат. На его основе были получены два экстракта: в состав первого вошли цветки липы и эхинацея пурпурная - экстракт № 1, в состав второго - рябина обыкновенная, шиповник майский и облепиха крушиновидная - экстракт № 2 (соотношение растительного сырья 1:1). Поверхности отклика выходных параметров Y1, Y2 и их сечения представлены на рисунках 4, 5.
А) | |
Б) | |
Рисунок 4 - Поверхности отклика содержания витамина С и их сечения при фиксированном количестве сырья (Х3) (А - экстракт № 1; Б - экстракт № 2). | |
А | |
Б) | |
Рисунок 5 - Поверхности отклика содержания флавоноидов и их сечения при фиксированном количестве сырья (Х3) (А - экстракт № 1; Б - экстракт № 2). | |
В полученных экстрактах и экстрагенте исследовано содержание минеральных веществ (таблица 4) и аминокислотный состав с помощью автоматического аминокислотного анализатора 400.
Сравнительный анализ аминокислотного состава экстрактов растений и пермеата свидетельствует об увеличении суммы аминокислот на 41 и 38 % в экстрактах № 1 и № 2 соответственно.
Таблица 4 - Содержание минеральных веществ и физико - химические показатели экстрактов и пермеата
Наименование | Минеральные вещества, мг на 100 мл | ||
Пермеат | Экстракт №1 | Экстракт №2 | |
Кальций | 0,09 | 0,42 | 0,38 |
Магний | 0,15 | 0,18 | 0,16 |
Натрий | 0,22 | 0,23 | 0,26 |
Калий | 0,27 | 0,34 | 0,28 |
Фосфор | 0,23 | 0,42 | 0,29 |
Железо | следы | следы | следы |
Цинк | 0,16 | 0,189 | 0,273 |
Медь | следы | следы | следы |
Марганец | следы | следы | следы |
Кобальт | следы | следы | следы |
СВ, % | 4,4 | 6,6 | 6,4 |
рН | 5,8 | 4,5 | 6 |
Результаты исследований позволяют рекомендовать использование экстрактов в технологии кисломолочных напитков.
В четвертой главе изучено влияние растительных экстрактов на рост и развитие культур молочнокислых микроорганизмов и бифидобактерий. Результаты представлены на рисунках 6, 7, 8.
В ходе проведенных исследований установлено, что экстракты не оказывают бактериостатического действия на микроорганизмы Streptococcus thermophilus и Lactobacillus acidophilus.
Рисунок 6 - Влияние экстрактов на рост и развитие культур Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricus.
Рисунок 7 - Влияние экстрактов на рост и развитие культур Lactococcus lactis.
Рисунок 8 - Влияние экстрактов на рост и развитие культур Bifidobacterium bifidum и Lactobacillus acidophilus.
Экстракт № 2 не оказывает бактериостатического действия на развитие Lactobacillus bulgaricus, а в образцах с экстрактом № 1 наблюдалось снижение численности данных микроорганизмов, в образцах с применением экстрактов и Lactococcus lactis наблюдалось значительное снижение численности микроорганизмов, по сравнению с контрольным образцом. Так же можно сказать что, экстракты оказывают стимулирующее действие на микроорганизмы Bifidobacterium bifidum. Анализируя полученные данные, были выбраны следующие виды заквасок: Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium bifidum - для производства ацидофильного напитка; Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricus - для производства йогуртового напитка; Streptococcus thermophilus - для производства ряженкового напитка.
В ходе дальнейших исследований установлены оптимальные дозы внесения экстрактов, закваски и массовой доли жира для производства каждого из продуктов (таблица 5).
Таблица 5 - Количество вносимых компонентов
Наименование напитка | Количество вносимого экстракта, % | Количество вносимой закваски, % | Массовая доля жира |
Йогуртовый напиток | 15 | 3 | 2,5 |
Ряженковый напиток | 15 | 5 | 3,2 |
Ацидофильный напиток с экстрактом № 1 | 15 | 5 | 3,2 |
Ацидофильный напиток с экстрактом № 2 | 15 | 3 | 3,2 |
Полученные напитки обладают чистым кисломолочным вкусом и запахом, консистенция образцов однородная без отделения сыворотки, цвет молочно-белый.
В дальнейшем, с целью улучшения консистенции, стабилизации сгустка и увеличения сухих веществ кисломолочных напитков использовали стабилизатор Greensted550 в количестве 0,8 %, 0,9 %, 1 %, и 1,1 % от объема продукта. После окончания процесса сквашивания образцы охлаждали, определяли динамическую вязкость (рисунок 9) и исследовали органолептические показатели.
А) | Б) |
В) | |
Рисунок 9 - Зависимость изменения динамической вязкости от количества вносимого стабилизатора (А - йогуртовый напиток, Б - ряженковый напиток, В - ацидофильные напитки). | |
По данным проведенных исследований выяснили, что применение стабилизаторов позволяет улучшить консистенцию продуктов, а также повысить вязкость, что благоприятно влияет на органолептические показатели. Однако использование дозы стабилизатора свыше 1% от массы продукта приводило к ухудшению органолептической оценки, поэтому для производства йогуртового напитка оптимальной дозой внесения стабилизатора является 0,9 %, а для ряженкового напитка и ацидофильного напитка 1 % от массы производимого продукта.
С целью расширения ассортимента кисломолочных продуктов и придания напиткам вкусового разнообразия применяли ароматизаторы (для йогуртового напитка - мандарин, ряженкового - карамель, для ацидофильного с экстрактом № 1 - томат с чесноком и зеленью, для ацидофильного напитка с экстрактом № 2 - черника) и натуральный сахарозаменитель - стевиозид, в количестве 0,4 г/л.
Исследована хранимоспособность кисломолочных напитков с экстрактами, образцы хранили при температуре 8 - 10 С.
Микробиологические показатели свежеприготовленных напитков и в процессе хранения приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Микробиологические показатели напитков
Наименование показателя | Показатели в процессе хранения | ||
Свежий | 5 сут | 10 сут | |
Йогуртовый напиток | |||
Количество молочнокислых микроорганизмов, КОЕ/г | (1,80,2) 107 | (1,20,3) 108 | (5,50,2) 1010 |
БГКП (колиформы), в 1г | не обнаружены | ||
Дрожжи, КОЕ/г | отсутствуют | ||
Плесени, КОЕ/г | отсутствуют | ||
Ряженковый напиток | |||
Количество молочнокислых микроорганизмов, КОЕ/г | (2,10,2) 107 | (1,90,2) 108 | (4,50,3) 1010 |
БГКП (колиформы), в 1г | не обнаружены | ||
Дрожжи, КОЕ/г | отсутствуют | ||
Плесени, КОЕ/г | отсутствуют | ||
Ацидофильный напиток с экстрактом № 1 | |||
Количество молочнокислых микроорганизмов, КОЕ/г | (1,20,4) 107 | (1,60,3) 108 | (5,80,2) 1010 |
БГКП (колиформы), в 1г | не обнаружены | ||
Дрожжи, КОЕ/г | отсутствуют | ||
Плесени, КОЕ/г | отсутствуют | ||
Ацидофильный напиток с экстрактом № 2 | |||
Количество молочнокислых микроорганизмов, КОЕ/г | (3,20,3) 107 | (2,40,2) 108 | (5,50,2) 1010 |
БГКП (колиформы), в 1г | не обнаружены | ||
Дрожжи, КОЕ/г | отсутствуют | ||
Плесени, КОЕ/г | отсутствуют | ||
Установлен срок хранения напитков - не более 5 суток.
Все образцы по микробиологическим показателям соответствуют требованиям, предъявляемым к аналогичным продуктам, представленным в техническом регламенте на молоко и молочную продукцию № 88-ФЗ.
В пятой главе обоснованы технологические параметры процесса производства кисломолочных напитков с экстрактами. Разработана принципиальная схема производства напитков (рисунок 10).
Рисунок 10 - Принципиальная схема производства кисломолочных напитков с экстрактами БАВ растительного сырья.
На основании разработанной технологии проведены опытные выработки напитков на базе ООО МЕГА ПрофиЛайн (г. Ставрополь) и ООО Регион-Продукт (г. Нальчик).
Экологический мониторинг разработанной технологии подтвердил ее безопасность. Определены риски и критические контрольные точки с использованием принципов НАССР. Оценка экономической эффективности разработанной технологии подтвердила ее рентабельность и конкурентоспособность.
Выводы
- Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования экстрактов биологически активных веществ растительного сырья для производства функциональных кисломолочных напитков.
- Произведен подбор растительного сырья для получения экстрактов с наиболее высоким уровнем содержания БАВ. По данным органолептической оценки водных экстрактов рекомендованы следующие композиции растительного сырья: липа и эхинацея (экстракт № 1), шиповник, рябина и облепиха (экстракт № 2). Обоснован и практически доказан выбор в качестве экстрагента пермеата молочной сыворотки.
- Определены оптимальные значения основных технологических факторов, влияющих на эффективность процесса экстрагирования витамина С и биофлавоноидов из растительного сырья: температура процесса 50 С, содержание сырья 6 %, продолжительность процесса 60 минут.
- Выяснено, что экстракты БАВ растений не оказывают бактериостатического действия на Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium bifidum, Streptococcus thermophilus и Lactobacterium bulgaricum.
- Установлено оптимальное количество внесения экстрактов БАВ растительного сырья и заквасок в функциональные кисломолочные напитки. Для производства йогуртового напитка: доза внесения экстракта № 2 - 15 %; закваски (соотношение Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricum - 4:1 ) - 3 %; для производства ряженкового напитка: доза внесения экстракта № 1 - 15 %; закваски - 5 %; для производства ацидофильного напитка: доза внесения экстракта № 1 - 15 %, закваски - 5 % и № 2 - 15 %, закваски - 3 % (соотношение Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium bifidum - 3:5).
- Определено, что для стабилизации консистенции продуктов и повышения вязкости подходит стабилизирующий компонент: Greensted 550 в количестве 0,9 - 1 %. Подобраны вкусоароматические наполнители для функциональных напитков.
- Изучена хранимоспособность функциональных кисломолочных напитков с экстрактами БАВ растительного сырья. Для напитков с экстрактами БАВ растений рекомендуемый срок хранения составляет не более 5 суток.
- Разработана технология и комплект технической документации на производство функциональных напитков с экстрактами БАВ растений: йогуртового напитка с экстрактом № 2, ряженкового напитка с экстрактом № 1, ацидофильного напитка с экстрактами № 1 и № 2.
- Анализ экономической эффективности подтвердил высокий инновационный потенциал разработанных технологий. Сформулированы основные требования к технологическому процессу производства кисломолочных напитков с использованием растительных экстрактов, соблюдение которых обеспечивает безопасность и гарантированное качество готовых продуктов.
По теме диссертации опубликованы следующие основные работы:
- Герасимова, Т. В. Хранимоспособность кисломолочных продуктов, обогащенных биоактивными добавками [Текст] / Т. В. Герасимова, Е. А. Абакумова, С. В. Василисин, Л. Р. Алиева, И. А. Евдокимов // Вестник СевКавГТУ. - 2005. - № 1. - С. 64 - 66.
- Герасимова, Т. В. Молочно-растительные экстракты из амаранта и пищевая добавка из эхинацеи [Текст] / А. Г. Храмцов, А. В. Брыкалов, Е. М. Головкина, Т. В. Герасимова, Е. В. Белик // Молочная промышленность. - 2008. - № 12. - С 34 - 35.
- Герасимова, Т. В. Получение экстрактов лекарственных растений [Текст] / Т. В. Герасимова, А. Д. Лодыгин, Е. А. Абакумова // Материалы XIV региональной научно-технической конференции Вузовская наука - Северо-кавказскому региону, естественные и точные науки, технические и прикладные науки, том 1, Ставрополь, СевКавГТУ, 2010. - С. 54 - 55.
- Герасимова, Т. В. Перспективы создания нетрадиционных функциональных продуктов с использованием растительного сырья [Текст] / Т. В. Герасимова, А. Д. Лодыгин, Е. А. Абакумова // Материалы XXXIV научно-технической конференции по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов Северо-Кавказского государственного технического университета за 2010 год, Естественные и точные науки, технические и прикладные науки, том 1, Ставрополь, СевКавГТУ, 2011. - С. 32 - 35.
- Герасимова, Т. В. Исследование влияния растительных экстрактов на процесс ферментации молока культурами молочнокислых микроорганизмов [Текст] / Т. В. Герасимова, А. Д. Лодыгин, Е. А. Абакумова // Сборник материалов международной научно-технической конференции Современные достижения биотехнологии, ч.2. Ставрополь, СевКавГТУ, 2011. - С. 44 - 45.
- Герасимова, Т. В. Йогуртные продукты с функциональными наполнителями [Текст] / Т. В. Герасимова, А. Д. Лодыгин, Е. А. Абакумова, Т. С. Ниценко, Д. Г. Олейник // Сборник материалов международной научно-технической конференции Современные достижения биотехнологии, ч.2. Ставрополь, СевКавГТУ, 2011. - С. 48 - 50.
- Герасимова, Т. В. Некоторые аспекты использования экстрактов лекарственного растительного сырья в молочной промышленности [Текст] / Т. В. Герасимова, А. Д. Лодыгин, Е. А. Абакумова // Научно-практический многопредметный журнал НаукаПарк, Ставрополь, 2011. - № 2. - С. 34 Ц37.
- Герасимова, Т. В. Современные функциональные кисломолочные напитки [Текст] / Т. В. Герасимова, Д. Г. Олейник, Т. С. Ниценко, Е. А. Абакумова, А. Д. Лодыгин, И. А. Евдокимов // Материалы международной научно-практической конференции Инновационные технологии - основа модернизации отраслей производства и переработки сельскохозяйственной продукции - Волгоград : ИУНЛ ВолгГТУ, 2011. - С. 164 - 166.
- Герасимова, Т. В. Резистентность молочнокислых микроорганизмов к экстрактам биологически активных веществ лекарственных растений [Текст] / Т. В. Герасимова, А. Д. Лодыгин, Е. А. Абакумова // научно-практический журнал Вестник АПК Ставрополья. - 2011. - № 1. - С. 5 - 7.
- Герасимова, Т. В. Применение экстрактов лекарственных растений в технологии кисломолочных напитков [Текст] / Т. В. Герасимова, И. А. Евдокимов, А. Д. Лодыгин, Е. А. Абакумова, Д. В. Харитонов // Молочная промышленность. - 2012. - № 2. - С. 72 - 73.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям