Технико-технологические основы производства молока и молочных продуктов (теория и практика). Учебное пособие
.pdfуровня сладости продуктов и таким образом снизить общее -по требление сахаров, что имеет значение при построении пищевых рационов ограниченной калорийности.
Благодаря повышенной по сравнению с сахарозой степенью сладости фруктозу используют в кондитерской отрасли при приготовлении продуктов детского питания, при изготовлении ряда медицинских препаратов.
Исследования показали полезность фруктозы для здоровых людей в проявлении тонизирующего эффекта, а также для людей, имеющих большую физическую нагрузку. После приема фруктозы при физической нагрузке потеря мышечного гликогена наполовину меньше, чем после глюкозы. Поэтому продукты с фруктозой имеют большую популярность среди спортсменов, одителей.
4.5. Антиоксиданты и БАД в производстве молочных консервов
Многочисленные исследования показали, что одной из
причин |
патологических |
процессов |
в |
организме |
является |
||
избыточное накопление свободных радикалов кислорода. |
|
|
|||||
Свободные |
радикалы |
образуются |
и |
при |
нормальной |
||
жизнедеятельности клетки, их избыток появляется в результате вдыхания загрязненного воздуха(двуокись серы, окись азота, озон и др.), употребления загрязненной воды и пищи (пестициды,
гербициды, |
красители, |
консерванты, тяжелые металлы и |
др.), |
|||||
воздействия различных видов излучения(ультрафиолетовое, |
||||||||
радиационное, электромагнитное), нервного, эмоционального |
и |
|||||||
физического перенапряжения. Из-за ухудшения экологической |
||||||||
обстановки возникают все новые и новые источники свободных |
||||||||
радикалов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Эффективная |
|
защита |
от |
разрушительного |
|
действия |
||
свободных радикалов обеспечивается антиоксидантами, которые |
||||||||
способны их нейтрализовать. |
|
|
|
|
|
|||
При |
избытке |
свободных |
радикалов |
и |
|
недостатке |
||
антиоксидантов |
в |
организме |
баланс нарушается |
|
в |
пользу |
||
свободных |
радикалов |
и происходит |
переокисление |
липидов |
||||
101
мембран, белков, углеводов, нуклеиновых |
кислот |
и |
других |
||
макромолекул клетки, что |
и |
является |
основной |
причиной |
|
преждевременного старения |
и |
развития |
многих |
заболеваний. |
|
Этот патологический |
процесс |
получил |
название |
оксидантного |
||||||||
или окислительного стресса. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Антиоксиданты, поступающие |
с |
пищей, |
– это |
аскорбат |
||||||||
(витимин |
С), токоферолы (витамин |
Е), |
каротиноиды |
(бета- |
|
|||||||
каротин), |
полифенолы, |
защитная |
роль |
|
которых |
в |
настоящее |
|||||
время хорошо изучена. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Антиокислительная система человека включает эндогенные |
|
|||||||||||
антиоксиданты (синтезируемые |
организмом) и |
поступающие |
с |
|||||||||
пищей. |
К |
эндогенным |
|
|
|
антиоксидантам |
: |
относятся |
||||
глутатионпероксидаза, |
каталаза, |
|
|
супероксиддисмутаза, |
|
|||||||
пероксидаза, |
глутатион, |
убихинон, |
карнозин, мочевая кислота, |
|
||||||||
металл-связанные белки и др. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Человеческий |
организм |
|
|
не |
|
способен |
|
синтезировать |
||||
необходимый комплекс антиоксидантов, поэтому для защиты от преждевременного старения и заболеваний значительная их часть должна поступать с пищей, богатой антиокислительным комплексом.
Содержащиеся в молочном жире антиоксиданты (витамины А, Е, каротин) обусловливают стойкость молока и молочных продуктов. Однако антиокислительная активность их в процессе технологической обработки молока и хранения готового продукта снижается. Наиболее целесообразно использовать антиокислители при выработке молочных продуктов с повышенным сроком хранения.
Для предотвращения порчи продуктов большинство исследователей использовали в качестве антиокислителей химические вещества: кверцетин, дигидрокверцетин или додецилгаллат и др.
Одним из современных этапов эволюции учения о БАД является аспект применения природных хемопротекторов и
хемопревенторов, |
которые |
содержатся |
в |
, растениях |
|
употребляемых |
в |
пищу |
(овощи, фрукты, |
ягоды) |
и |
не употребляемых (лекарственные растения). Сюда относятся |
|||||
биофлавоноиды, алкалоиды, фенольные соединения и др. Эти |
|||||
соединения |
осуществляют |
биорегуляцию |
и |
стимуляцию |
|
102
физиологических функций организма, поддерживают клеточные |
|
||
связи и гомеостаз. Применение их в |
профилактическом |
и |
|
лечебном питании очень важно и |
укладывается в |
рамки |
|
концепции функционального питания. |
|
|
|
Биофлавоноиды участвуют в поддержании нормальной |
|||
проницаемости и структуры кровеносных сосудов, в предупреж- |
|
||
дении их склерозирования. Эти соединения способствуют норма- |
|
||
лизации давления крови за счет спазмолитического действия на |
|
||
гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, оказывают противо- |
|
||
отечное и антиоксидантное действие. Биофлавоноиды способны |
|
||
ингибировать окисление липопротеидов низкой плотности и эн- |
|
||
догенного витамина Е, а также образовывать хелатные комплек- |
|
||
сы с ионами металлов и связывать свободные радикалы. |
|
||
В результате многочисленных работ отечественных и зару- |
|
||
бежных исследователей последних лет в подземных и надземных |
|
||
органах шлемника байкальского(Scutellaria baicalensis) обнару- |
|
||
жено и охарактеризовано около100 флавоноидных соединений. |
|
||
В последние годы установлен ряд новых свойств препаратов, по- |
|
||
лученных из корней Scutellaria baicalensis. |
|
|
|
Активным началом экстракта является комплекс таких |
|||
флавоноидов, которые самостоятельно обладают способностью |
|
||
как ингибировать, так и активировать процесс перекисного окис- |
|
||
ления липидов, а в комплексе, проявляя синергизм по отношению |
|
||
друг к другу, обеспечивают ему свойства антиоксиданта со сле- |
|
||
дующим составом флавоноидов в комплексе: хризин, скутелла- |
|
||
реин, изоскутеллареин, апигенин, лютеолин, динатин, сальвиге- |
|
||
нин, байкалеин, картамидин, изокартамидин, гиполеатин, норне- |
|
||
питин. Основные активные компоненты: флавоноиды, стероид- |
|
||
ные сапонины - нормализуют работу центральной нервной сис- |
|
||
темы, оказывают нейропротекторные, антиоксидантные, антиток- |
|
||
сические действия; b-ситостерол - регулирует содержание холе- |
|
||
стерина в крови; кумарины - проявляют противоопухолевую ак- |
|
||
тивность; танин, дубильные вещества - обладают противовоспа- |
|
||
лительным свойством. |
|
|
|
Благодаря |
антиоксидантным свойствам биофлавоноидов |
|
|
снижается риск |
развития онкологических |
заболеваний, возни- |
|
103
кающих в результате химических и радиационных воздействий на организм.
Экстракт Scutellaria baicalensis содержит более 15 % флавоноидов, а также сапонины, эфирные масла, алкалоиды, крахмал, дубильные вещества и смолы. Органолептические и микробиологические показатели экстракта представлены в табл. 25, 26.
Таблица 25
|
|
Органолептические показатели экстракта |
|
|
|
|
|
|
Scutellaria baicalensis |
|
|
|
Показатель |
|
Характеристика |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внешний вид |
|
Аморфный порошок от буровато-желтого до бурого цве- |
|
|
|
|
та. Гигроскопичен, комкуется |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вкус |
|
Специфический |
|
|
|
Запах |
|
Своеобразный, слабый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Микробиологические показатели экстракта |
Таблица 26 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Scutellaria baicalensis |
|
|
|
|
|
Наименование показателя |
Значение |
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса продукта, г, |
|
БГКП (колиформы) |
0,1 |
|
|
в которой не -до S. aureus |
1,0 |
|
||
|
пускаются |
|
Патогенные (в том числе сальмонеллы) |
25 |
|
|
КМАФАнМ, КОЕ/г, не более |
1·104 |
|
||
|
Дрожжи, КОЕ/г, не более |
100 |
|
||
|
Плесени, КОЕ/г, не более |
100 |
|
||
Данный ингредиент и продукты, полученные с его использованием, обладают положительными биологическими и профилактическими свойствами. Экстракт Scutellaria baicalensis технологически и структурно совместим с продуктами питания, что дает возможность использовать его в качестве обогатителя при производстве продуктов с повышенной хранимоспособностью.
Основной методологический принцип разработки новых продуктов заключается в оптимизации состава в соответствии с
физиологическими |
потребностями |
организма |
и |
введение |
||
отдельных |
нутриентов |
либо |
автономно, либо |
в |
составе |
|
полифункциональных |
добавок |
в , дозахобеспечивающих |
||||
необходимый |
эффект. |
При |
этом разработка новых |
технологий |
||
104
должна обеспечивать повышение хранимоспособности готовой продукции, потребительских свойств, до минимума снижать отрицательное влияние нетрадиционных видов сырья, повышать биодоступность вводимых нутриентов или снижать степень их разрушения в технологическом процессе.
Молокосодержащие консервы получали из сухой молочно-
растительной |
основы |
путем |
добавления |
|
консервирующего |
|
||||||
вещества |
(сахар |
|
и |
фруктоза), стабилизирующих |
и |
|
||||||
эмульгирующих |
добавок. |
Для |
повышения |
|
|
однородности, |
|
|||||
регулирования вязкостных свойств продукта и улучшения его |
|
|||||||||||
стойкости |
|
при |
производстве |
консервированного |
продукта |
|||||||
применяли процесс гомогенизации. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Механизм процесса гомогенизации заключается в диспер- |
|
|||||||||||
гировании жировых шариков. Гомогенизация сопровождается |
|
|||||||||||
адсорбцией белка и агломерацией немолочного жира. При повы- |
|
|||||||||||
шении степени дисперсности немолочного жира в молочной сме- |
|
|||||||||||
си изменяется состав адсорбционных слоев жировых шариков, |
|
|||||||||||
перераспределяются некоторые составные части молока между |
|
|||||||||||
жировой фазой и молочной плазмой, а также изменяются состав и |
|
|||||||||||
свойства белков молока. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
При гомогенизации уменьшаются размеры жировых шари- |
|
|||||||||||
ков и увеличивается их общее число в 5-10 раз, что существенно |
|
|||||||||||
замедляет отстаивание белково-жирового слоя. Гомогенизация |
|
|||||||||||
нормализованной смеси приводит к уменьшению в них количест- |
|
|||||||||||
ва дестабилизированного жира. Поэтому от правильности прове- |
|
|||||||||||
дения гомогенизации зависит, насколько долго продукт будет |
|
|||||||||||
храниться без изменения своих исходных свойств. |
|
|
|
|
|
|||||||
Учитывая, что молочные консервы являются продуктами с |
|
|||||||||||
длительным |
|
сроком |
хранения |
и |
требуют |
|
эффективную |
и |
||||
стабильную тепловую обработку при максимальном сохранении |
|
|||||||||||
состава и свойств исходного сырья, проводили пастеризацию |
|
|||||||||||
восстановленной молочно-растительной основы с углеводным |
|
|||||||||||
компонентом |
при |
|
температуре(95±2) |
оС |
без |
выдержки |
|
|||||
(рис. 14). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
105
Приемка компонентов
↓
Формирование сухой молочно-растительной основы
↓
Внесение фруктозы, сахарозы, стабилизатора и эмульгатора
↓
Расчет массы воды, подогрев до температуры (45±2) оС растворение смеси при постоянном перемешивании:
частота вращения ротора мешалки более40–50 c-1; τ = 7–10 мин
↓
Эмульгирование смеси, температура (65±2) оС τ = 15–20 мин
↓
Пастеризация смеси, температура (95±2) оС без выдержки
↓
Гомогенизация смеси при (65±2) оС и давлении 10–12 МПа
↓
Охлаждение смеси до температуры массовой кристаллизации (35±2 С) оС при постоянном перемешивании
↓
Внесение затравки при постоянном перемешивании
↓
Охлаждение продукта до температуры (18-22) оС при постоянном перемешивании
↓
Фасование продукта
↓
Хранение продукта
Рис. 14. Технологическая схема производства консервированного молокосодержащего продукта
Таким образом, технологический процесс производства консервированного молокосодержащего продукта включает следующие операции: подготовка сухой молочно-растительной основы, внесение сахара и/или фруктозы, восстановление сухой основы водой при температуре 40–45 ºС, выдерживание при этой температуре в течение 25–30 минут. Затем вносят на 100 кг готового продукта эмульгатор Palsgaard 0093 0,10-0,12кг, стабилиза-
106
тор Palsgaard 5911 0,05–0,06 кг, проводят гомогенизацию полученной смеси при температуре65–75 ºС и давлении 10–12 МПа, пастеризацию при температуре 95±2 ºС. В полученную смесь после ее охлаждения до температуры массовой кристаллизации лактозы 32–37 ºС вносят лактозу в количестве 0,02 % к массе готового продукта, тщательно перемешивают, охлаждают и расфасовывают. Рецептуры на предлагаемые продукты представлены в табл. 27.
|
|
|
Таблица 27 |
|
Рецептуры консервированных молокосодержащих |
||||
продуктов (кг на 1000 кг продукта) |
|
|
||
Наименование компонента |
|
Масса, кг |
|
|
1* |
2 |
3 |
|
|
|
|
|||
Молочно-растительная основа |
310,0 |
330,0 |
350,0 |
|
Сахар-песок |
440,0 |
220,0 |
- |
|
Фруктоза |
- |
200,0 |
400,0 |
|
Эмульгатор «Palsgaard 0093» |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
|
Стабилизатор «Palsgaard 5911» |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
|
Лактоза |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|
Вода |
243,8 |
243,8 |
243,8 |
|
Итого |
1000,0 |
1000,0 |
1000,0 |
|
*Примечание: 1 - консервированный молокосодержащий продукт со 100 % сахарозы; 2 – консервированный молокосодержащий продукт с заменой 50 % сахарозы на фруктозу; 3 – консервированный молокосодержащий продукт с заменой 100 % сахарозы на фруктозу.
Термины «пищевая, биологическая и энергетическая ценность» характеризуют полезность пищевых продуктов в зависимости от их химического состава и основываются на особенности метаболических превращений. Поэтому задачей последующих исследований является изучение свойств молокосодержащих продуктов с точки зрения удовлетворения человека в основных питательных веществах.
При производстве консервированных продуктов большую роль играет их органолептическая оценка, определяющая потребительские свойства продукта табл. 28.
107
Физико-химические показатели продуктов представлены в табл. 29.
|
|
|
|
|
|
Таблица 28 |
|
|
Органолептическая оценка консервированного |
||||
|
|
|
молокосодержащего продукта |
|||
|
Показатель |
|
|
Характеристика |
||
Консистенция |
|
Однородная по всей массе, |
без наличия ощущаемых |
|||
|
|
|
органолептически кристаллов молочного сахара |
|||
Вкус и запах |
|
Сладкий, чистый |
с выраженным вкусом пастеризо- |
|||
|
|
|
ванного молока, без каких-либо посторонних привку- |
|||
|
|
|
сов и запахов |
|
|
|
Цвет |
|
Белый с кремовым оттенком, равномерный по всей |
||||
|
|
|
массе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 29 |
|
Физико-химические показатели молокосодержащих продуктов |
|||||
|
|
Показатели |
|
|
Консервированный |
|
|
|
|
молокосодержащий продукт |
|||
|
|
|
|
|
||
|
Активность воды, ед. |
|
|
0,845±0,005 |
||
|
Осмотическое давление, МПа |
|
|
17,3±0,2 |
||
|
Диаметр жировых шариков, мкм |
|
|
1,9±0,2 |
||
|
Размер кристаллов лактозы, мкм |
|
|
5,0±0,5 |
||
|
Титруемая кислотность, оТ |
|
|
42,0±0,5 |
||
|
Вязкость, Па.с |
|
|
|
|
5,2±0,07 |
|
Время истечения, ×103 с |
|
|
4,18±0,08 |
||
|
Массовая доля жира, % |
|
|
8,5±0,1 |
||
|
Массовая доля белка, % |
|
|
7,4±0,1 |
||
|
Массовая доля сухих веществ, %, не менее |
|
70±0,4 |
|||
|
Массовая доля углеводов, %, не менее |
|
|
43±0,2 |
||
Использование сухого молочного сырья в производстве продукта позволяет значительно уменьшить его микрофлору. Хотя следует всегда помнить об опасности и возможности вторичного обсеменения консервов посторонней микрофлорой. В исследованиях были приняты все необходимые меры, чтобы исключить влияние этого фактора на конечный результат эксперимента. Микробиологические показатели готового продукта представлены в табл. 30.
Разработана сухая молочно-растительная основа для производства консервированных продуктов с использованием сухого
108
обезжиренного молока, жирового компонента Бониграса 55РА.Н, экстракта шлемника и дифосфата натрия (табл. 31).
Таблица 30
Микробиологические показатели консервированного молокосодержащего продукта
Наименование показателя |
|
Значение |
||
|
|
|
показателя |
|
КМАФАМ, КОЕ/г |
|
700 |
|
|
БГКП (колиформы), в 0,1г |
|
Не обнаружено |
||
Staphylococcus aureus, в 1г |
|
Не обнаружено |
||
Патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, в 25 г |
Не обнаружено |
|||
Плесени и дрожжи, КОЕ/г, в 1г |
|
Не обнаружено |
||
|
|
|
Таблица 31 |
|
Рецептура сухой молочно-растительной основы |
||||
Наименование ингредиента |
|
Масса, кг/т |
|
|
Сухое обезжиренное молоко |
|
580,46 |
|
|
Бониграса 55РА.Н |
|
416,19 |
|
|
Экстракт шлемника |
|
0,35 |
|
|
Дифосфат натрия |
|
3 |
|
|
Итого |
|
1000 |
|
|
Полученная молочно-растительная основа имеет вид мелкого или мелкозернистого сухого порошка, вкус чистый, молочный, в меру сладкий. При восстановлении она характеризуется следующими показателями: массовая доля белка – 2,7 %, жира – 3,5 %, рН 6,60. Восстановленная молочно-растительная основа имеет достаточно сбалансированный состав аминокислот, который приближается к цельному молоку.
Микробиологические показатели восстановленной основы и содержание токсичных элементов соответствуют требованиям ТР ТС «О безопасности молока и молочных продуктов», предъявляемым к аналогичным продуктам. Биологическая ценность белков основы 76 %.
В целях получения продукта с желаемой консистенцией и сохранения структуры в процессе хранения использовали стабилизационную систему Palsgaard 5911. Рекомендуемая дозировка
0,5 – 0,6 %.
109
Для получения стабильной жировой эмульсии в продукт добавляли при температуре 65 °С эмульгатор Palsgaard 0093, который вносили в количестве 0,10–0,12 %.
В производстве продуктов консервирования традиционно используется сахароза. Замена сахарозы обусловлена ее высокой удельной энергией и легкой усвояемостью, что при чрезмерных дозах употребления может привести к тяжелым нарушениям углеводного и жирового обмена, способствует развитию заболеваний, связанных с избыточной калорийностью рациона. Для устранения данных недостатков использовали фруктозу. Рецептура на новый консервированный продукт представлена в табл. 32.
Таблица 32
Рецептуры консервированного молокосодержащего продукта с регулируемым жирнокислотным и углеводным составом (кг на 1000 кг продукта)
Наименование компонента |
Масса, кг |
Молочно-растительная основа |
330,0 |
Сахар-песок |
220,0 |
Фруктоза |
200,0 |
Эмульгатор «Palsgaard 0093» |
1,0 |
Стабилизатор «Palsgaard 5911» |
0,5 |
Лактоза |
0,2 |
Вода |
48,3 |
Итого |
1000,0 |
Молокосодержащие |
консервы |
вырабатывали(рис. 15, |
||||
табл. 33) из молочно-растительной |
основы |
путем |
добавления |
|||
консервирующего |
вещества (сахароза |
и |
фруктоза), |
|||
стабилизирующих и эмульгирующих добавок. |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Таблица 33 |
|
Физико-химические показатели молокосодержащих продуктов |
||||||
Показатели |
|
|
Молокосодержащий продукт |
|
||
Активность воды |
|
|
0,8415±0,0005 |
|
|
|
Осмотическое давление, МПа |
|
|
|
17,3±0,2 |
|
|
Диаметр жировых шариков, мкм |
|
|
4,0±1,0 |
|
|
|
Размер кристаллов лактозы, мкм |
|
|
5,0±0,5 |
|
|
|
Титруемая кислотность, оТ |
|
|
|
42,0±0,5 |
|
|
Вязкость, Па.с |
|
|
|
6,0±0,07 |
|
|
Время истечения, ×103 с |
|
|
4,18±0,08 |
|
|
|
110