Введение.
Питание является важнейшей составной частью здорового образа жизни и во многом определяет состояние здоровья человека. Основная задача специалистов перерабатывающих отраслей, в том числе и молочной, состоит в обеспечении потребности всех слоев населения в рациональном, здоровом питании с учетом традиций, привычек и экономического положения. В последнее время вследствие негативного воздействия внешних факторов (ухудшения экологической обстановки, частых стрессовых ситуаций и т.п.) большое внимание уделяется разработке и производству комбинированных продуктов питания лечебно-профилактического назначения, имеющих сбалансированный состав, способствующих укреплению защитных функций организма и поддержанию адекватного гомеостаза [1].
Создание продуктов направленного действия на основе молочного сырья является перспективным и может быть реализовано за счет обогащения молока полезной микрофлорой, пищевыми волокнами, витаминами и минеральными веществами, а также за счет комбинирования молочного сырья с компонентами растительного происхождения [1].
Теоретические и практические основы в области создания многофункциональных комбинированных продуктов с регулируемым составом заложены в трудах А.Н.Покровского, А.М.Уголева, И.А.Рогова, В.Г.Высоцкого, А.М.Бражникова, В.Б. Тол стогу зова, Н.Н.Липатова (ст.), Н.Н.Липатова (мл.), В.М.Позняковского и реализованы применительно к молочной отрасли П.Ф.Крашенининым, Н.С.Королевой, В.Ф.Семенихиной, А.М.Шалыгиной, А.Г.Храмцовым, Л.А.Остроумовым, Н.П.Захаровой, И.С.Хамагаевой, Н.Б.Гавриловой, В.В.Бобылиным и другими [3].
Анализ структуры питания населения различных регионов Российской Федерации свидетельствует о необходимости коррекции ее как в количественном, так и в качественном аспектах. Серьезной проблемой является нарушение белкового статуса, которое выражается в устойчивом дефиците полноценного белка, достигающего 15-20 % от рекомендуемых норм. Белковая недостаточность может служить фактором риска развития различных метаболических расстройств, проявляющихся в снижении устойчивости организма к стрессам, иммунодепрессией, затяжным течением и ухудшением исхода заболеваний, возникновением осложнений [2].
Среди возможных путей ликвидации дефицита белка предпочтение следует отдать комплексной переработке молочного сырья по ресурсосберегающей технологии, с одной стороны, и привлечению новых источников полноценного белка, в частности, растительного происхождения, с другой, поскольку ресурсы животного белка в конечном итоге ограничены и трудно воспроизводимы. Наиболее широко для этой цели применяются семена бобовых культур и, в частности, сои. Использование соевых белков в молочной промышленности оправдано ввиду хорошей сбалансированности их аминокислотного состава, высокой усвояемости, доступности и относительно низкой стоимости. Низкая аллергенность и способность оказывать положительное влияние на ряд систем организма обусловливают применение соевых белков в лечебно-диетическом питании.
Обогащение молока и других продуктов питания соевыми белками (изолятами, концентратами) хорошо известно и достаточно широко распространено в мировой практике. Менее изученным, но не менее перспективным является переработка цельных соевых семян с получением жидких продуктов, которые наряду с белками содержат и другие ценные пищевые компоненты и могут быть использованы для комбинирования с молочным сырьем при выработке продуктов массового и лечебного питания.
Различия в составе и структуре компонентов молочного и соевого сырья предопределили необходимость проведения специальных исследований свойств и поведения комбинированной основы в процессе ее переработки [2].
Цели и задачи.
Целью дипломной работы является: разработка технологии новых продуктов – молочно-растительного творога функционального назначения на основе коровьего молока и соевого творога.
Для достижения этого были поставлены и решены следующие задачи:
- Провести теоретические исследования (в том числе патентный анализ) новых технологий комбинированных молочно-растительных продуктов;
Провести контент-анализ социальных фактов и тенденций, отраженных этими документами;
Изучить традиционные технологии получения творога и тофу;
Произвести выбор методов исследования сырья и готовых продуктов;
Исследовать сырьё и готовые продукты
Разработать технологию молочно-растительного творога.
Семена сои, молоко коровье 2,5%, молоко соевое, творог, тофу, новые виды молочно-растительного творога.
В ходе дипломной работы был проведен анализ нормативных документов, регламентирующих качество растительного и молочного сырья, а так же готовых продуктов – комбинированного молочно-растительного творога. В качестве нормативных документов использовали:
Эксперименты на физико-химические показатели, а также органолептическая оценка сырья и готовых продуктов проводилась в соответствии с данными нормативными документами.
Глава 1. Аналитический обзор литературы
Соя и продукты ее переработки, как источник полноценного пищевого белка
Соя - светолюбивая и требовательная к теплу культура. Наибольшая потребность в тепле отмечается в фазах цветения и формирования бобов. Оптимальная температура воздуха в этот период должна быть 21 – 22 °С. При снижении до 14 °С рост и развитие сои прекращаются.
В начале и конце вегетации потребность в тепле несколько ниже. В это время растения переносят заморозки до минус 2 - 3,5 °С[1].
Соя предъявляет повышенные требования к влаге, хотя и не одинаково во все периоды роста. Она достаточно засухоустойчива в начальный период роста (до цветения), но недостаток влаги в это время снижает продуктивность растений и развитие нижних бобов. Недостаток влаги в фазы цветения, бобообразования и налива семян резко снижает продуктивность сои. С фазы цветения потребление влаги очень резко возрастает, что связано с интенсивным развитием зелёной массы и увеличением испаряющей поверхности [1].
Следует отметить ещё одну особенность сои: она отрицательно реагирует на воздушную засуху, особенно в период цветения и бобообразования. При очень низкой влажности в этот период не образуются новые и сбрасываются имеющиеся цветки и бобы. К свету соя также довольно требовательна. Недостаток освещения удлиняет стебли, черешки листьев, приводит к потере способности образовывать боковые побеги и бобы или опаданию ранее образовавшихся в нижней части растения. Для формирования урожая соя использует в 2-3 раза больше питательных веществ, чем зерновые культуры, поэтому она хорошо растёт на плодородных и окультуренных почвах. На остальных почвах соя может дать высокий урожай только при внесении высоких доз удобрений [1].
Сою, как правило, удаётся выращивать почти на всех типах почв. Тем не менее, наряду с кажущейся почвенной «пластичностью» для получения устойчивых высоких урожаев она требовательна к почвам. Идеальным для возделывания сои считается толстый слой нейтральной, хорошо пропускающей воду почвы, богатой фосфором, кальцием и гумусом. Соя также чувствительна к реакции почвенного раствора, лучше растёт на нейтральных и слабокислых почвах (рН 5,5 - 6,5). Соя требовательна к предшественникам. Наиболее высокие урожаи ее зерна получают после озимой пшеницы. Неплохой предшественник для сои - кукуруза, а также ее размещают по пласту многолетних трав. Нежелательно сеять сою после зернобобовых культур и подсолнечника из-за опасности распространения бактериоза и других болезней [2].
Основные фазы роста сои следующие: прорастание (от посева до всходов), всходы (от появления семядольных до распускания примордиальных листьев), образование первого тройчатого листа, ветвление, бутонизация, цветение, формирование бобов, налив семян, созревание. Всходы сои при благоприятных условиях появляются на 6-9-й день после посева, а на 3-4-й день после выноса семядолей раскрываются примордиальные листья. В период налива семян вегетативный рост сои прекращается, а во время созревания соя сбрасывает листья. У большинства сортов бобы при созревании не растрескиваются, растения не полегают. Это облегчает ее уборку [2].
В Российской Федерации более 80 % посевных площадей сои сосредоточено в Краснодарском крае и на Дальнем Востоке (основные районы сое сеяния – Амурская область, Приморский и Хабаровский края). В Приморье возделывают 9 основных сортов сои, преимущественно селекции Приморского НИИСХ, внесенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию: Венера, Приморская 13, Приморская 301, Приморская 69, Приморская 529, Приморская 81, а также Ходсон, ВИР-14, Витязь-50. Для центральной лесостепи Центрально-черноземного района (ЦЧР) более адаптивны раннеспелые и среднеспелые сорта: Белгородская 48, Лучезарная, Светлая, Ясельда. Для северной лесостепи ЦЧР более подходят очень скороспелые сорта, сочетающие скороспелость с хорошей урожайностью: Магева, Белор, Окская. Для условий Средневолжья, в том числе Самарской области, подходят сорта Соер 1, Соер 3, Соер 4, Соер 5, Соер 7. В зависимости от целей - маслично-кормовое направление или пищевое, ориентированное на производство соевых белков, — необходимо использовать сорта определённой направленности. При подборе сорта учитывают его рыночную привлекательность, состав и соотношение основных ингредиентов зерна, урожайность, хозяйственно-биологические свойства, агроклиматические и природные условия [3].
Следует сказать также о том, что в настоящее время соя является одной из сельскохозяйственных культур, над которыми производятся генетические изменения. Привлекательность ГМ - сои для фермеров состоит в первую очередь в том что её легче и дешевле выращивать, так как можно намного эффективнее бороться с сорняками. Поэтому ГМ - соя входит в состав всё большего числа продуктов.В настоящее время ГМ - соя выращивается на 92 % всех посевных площадей США, засеянных этой культурой. ГМ - соя разрешена к импорту и употреблению в пищу в большинстве стран мира, в то время как посев и выращивание ГМ - сои разрешены далеко не везде. В России возделывание ГМ – сои запрещено [4].
Высокую питательность соя приобретает только после обработки, в процессе которой разрушаются содержащиеся в ней антипитательные вещества (соин, уреаза, липоксидаза и др.) которые замедляют действия ферментов, расширяющих белки. Основные продукты переработки соевых бобов – это соевое масло и соевый шрот, на долю которых приходится около 80% от общего производства соевых бобов в мире и в России [3].
Соевое масло является хорошим источником эссенциальных полиненасыщенных жирных кислот омега-3 и омега-6 ряда, представленных линоленовой кислотой (в среднем 7 %) и линолевой кислотой (в среднем 50 %). Кроме того, в состав липидной фракции соевых семян входят такие биологически ценные компоненты, как токоферолы, фитостеролы, фосфолипиды и ряд других веществ. В процессе получения пищевого соевого масла многие из этих физиологически важных веществ теряются. Поэтому, поиск технологических приёмов, позволяющих максимально сохранить полезные компоненты липидов растительного сырья, и при этом получить устойчивое к окислению масло с высокими потребительскими характеристиками развивается. При выработке соевого масла в качестве отходов остается соевый шрот, который либо подвергается дальнейшей переработке, либо идет на корм скоту в составе комбикормов или добавки к основному корму животных [5].
Соевый шрот – представляет собой расплющенные «лепестки» зерен. В соевом шроте помимо протеина и аминокислот, содержится богатый набор минеральных веществ, таких, как кальций, фосфор, железо, марганец, цинк и др. По общему содержанию белков и их биологической ценности соевый шрот является самым качественным растительным сырьем для производства комбикормов. Добавлять соевый шрот в основной рацион (рекомендуемая норма ввода до 35 % ) можно любым животным и птице. Значительное содержание протеина и энергии в шроте позволяет составлять высокопротеиновые и высоэнергетические рационы без применения дорогостоящих животных кормов [5].
Соевый жмых - продукт переработки сои, который обладает всеми свойствами соевого шрота, однако масличность соевого жмыха больше.
Полножирная экструдированная соя (ПЭС) и тостированная соя – соевые бобы, подвергшиеся специальной обработке, используются для корма животных [5].
Одним из направлений переработки соевых бобов соевые продукты для питания человека, на данное направление около 10 % из общего объема производимых соевых семян. В состав соевых продуктов входят легкоусвояемые белки, которые необходимы для роста и развития человека. Продукты из сои характеризуются высокими диетическими свойствами - их рекомендуют включать в питание при гастритах, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, сахарном диабете. При аллергии у детей и взрослых на молочные животные продукты также следует включать в питание соевое молоко, а также при неусвояемости лактозы используют вместо сухого коровьего молока для приготовления напитков, каш, супов, сладких паст, майонезов, соусов, в кондитерских изделиях и т. д. [8].
Одним из продуктов переработки соевых бобов для питания человека является соевое молоко. Соевое молоко - это сок из цельных зерен сои. Этот продукт имеет исключительные питательные свойства. В энергетическом соотношении он очень близок к коровьему молоку. Однако при низкой калорийности (всего 40 ккал на 100 г) соевое молоко богато легкоусвояемыми белками: 3,8 г / 100 г против 3,1 г / 100 г в коровьем. В соевом молоке присутствуют все аминокислоты, включая метионин. Соевое молоко характеризуется полным отсутствием лактозы. Липиды, присутствующие в этом напитке, представляют собой ненасыщенные жирные кислоты, из которых большая часть – необходимые кислоты. Процентное содержание липидов в соевом молоке значительно выше, чем в полужирном коровьем. Значительное содержание основных жирных аминокислот позволяет сделать питание более полноценным, улучшая соотношение между полиненасыщенными жирными кислотами и насыщенными жирными кислотами. Из соевых бобов также изготавливают другие продукты, предназначенные для питания человека:
• Тофу - соевый сыр, наиболее полно используемый соевый продукт. • Мясо соевое - готовят из обезжиренной соевой муки. • Соус соевый - изготавливают путем добавления спор особых микроорганизмов к смеси жареных соевых бобов и пшеницы. • Соевые бобы и ростки - используют как сухие бобы так и зеленые, ростки свежие. • Окара-кашица из мякоти соевых бобов. • Молоко соевое разливное. • Молоко соевое сухое - порошок кремового цвета с приятным запахом ореха. • Масло соевое - жидкое высокоусвояемое масло густого янтарного цвета. • Темпех - это хорошо насыщающий и приятный на вкус продукт ферментированной сои. • Соевая сырковая масса - готовится из соевого молока по типу приготовления тофу с добавлением сахара. • Мука соевая - похожа на пшеничную муку, имеет нежный кремовый цвет и легкий ореховый запах. • Мисо - паста из соевых бобов, подвергнутых ферментации. • Натто - изготавливают из цельных приготовленных соевых бобов.
В XX веке стали развиваться технологии производства концентрированных соевых белков из соевого шрота. Однако из всего объема получаемых шротов пока еще менее 5% используется на переработку на пищевые белки (белковые препараты, высокобелковые компоненты), основные из них это:
• Соевая мука. • Концентраты. • Изоляты. • Текстурированные соевые белки.
Все белковые соевые препараты получили огромное распространение.
За исключением случаев применения соевых белков для специальных питательных целей (изготовление продуктов питания для новорожденных, специальных диетических продуктов и т.д.), они используются пищевой промышленностью, главным образом, из-за их функциональных свойств, позволяющих создавать стабильные жировые и водные эмульсии. Соевый белок способен «прилипать» к четырем твердым частицам и служить связующим веществом; в растворах он является диспергирующим и суспензирующим агентом. Связывая несколько граммов воды на грамм белка, соевый белковый компонент обуславливает устойчивость эмульсий стабилизированных белком. При приготовлении исходной суспензии белкового препарата соотношение сухой препарат : вода (или раствор хлорида натрия с концентрацией 2,5 % и 5,0 %) составляет 1:3 - (обезжиренная соевая мука), 1:4 - (текстурированный соевый белок), 1:5 - (высокофункциональные концентраты и изоляты соевого белка) [7].Изоляты, концентраты и обезжиренная соевая мука различаются по содержанию протеина. Обезжиренная мука содержит 52-59 % сырого протеина в пересчете на сухое вещество, концентраты - 65-72 %, изоляты - 90-92 %. Высокобелковые компоненты чаще всего используют для производства мясных изделий. Предлагаемые на рынке изоляты, текстураты, соевая мука имеют свои потребительские ниши[6].
Соевая мука - изготавливается путем размалывания и просева соевых лепестков как до, так и после отделения масла. В них обычно содержится от 40 % до 54 % белка, и она является наименее очищенной формой соевых белковых продуктов, потребляемых человеком. Соевая мука применяется в мясной (производство колбас), хлебопекарной промышленности и при изготовлении сухих хлопьев для завтраков путем добавки непосредственно в тесто. Добавка соевой муки в хлеб улучшает цвет корки, придавая ей золотистый («поджаренный») оттенок. Соевая мука применяется как экономический ингредиент для замены обезжиренного сухого молока и твердых веществ цельного молока. После обогащения лецитинами и жирами соевая мука способна заменить яйца в пекарной промышленности. Соевая мука может быть использована для производства круп. Крупы по составу совершенно аналогичны муке, но имеют больший размер частиц. Соевые крупы улучшают питательные свойства и структуру печенья, галет и специальных хлебных изделий. Они также могут использоваться в смесях с грубо помолотым мясом. Важной областью применения соевых муки и круп является производство продуктов питания для домашних животных.
Для мясопреработчиков интерес представляет полностью обезжиренная мука (т.е. содержание жира максимум 0,8-1,0 %). Применение муки с большим количеством жира возможно только с высококачественным сырьем и с небольшой заменой. Обезжиренная мука используется при производстве вареных и полукопченых колбас, фаршевых консервов и паштетов с заменой до 25 %, как функциональный компонент, вместо более дорогих соевых концентратов и изолятов.
Соевые белковые концентраты - изготавливаются из лущеных и обезжиренных соевых бобов путем удаления большей части растворимых в воде небелковых составляющих. При полной дегидратации они содержат не менее 65 % белка. Существует три типа концентратов: традиционный, комбинированный и высокофункциональный [6].