Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология консервирования молочных продуктов в среде жидкого азота. Монография.pdf
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Л.Т. СЕРПУНИНА
О.В. АНИСТРАТОВА
Н.М. ГАПЛЕВСКАЯ
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСЕРВИРОВАНИЯ
МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ В СРЕДЕ ЖИДКОГО АЗОТА
Калининград
2015
УДК 664
ISBN 978-5-94826-449-3
Федеральное государственное
Н. М. Гаплевская, 2015 г.
Рецензенты:
д-р техн. наук, доцент, зав. каф. экспертизы и управления качеством пищевых
производств, ФГБОУ ВПО «Южно-уральский государственный университет»
И. Ю. Потороко
д-р техн. наук, профессор, зав. каф. пищевых и холодильных машин, ФГБОУ
ВПО «Калининградский государственный технический университет»
Ю.А. Фатыхов
Серпунина Л.Т., Анистратова О.В., Гаплевская Н.М.
Технология консервирования молочных продуктов в среде жидкого азота:
монография / Л. Т. Серпунина, О. В. Анистратова, Н. М. Гаплевская. – Калининград: КГТУ, 2015. – 262 с.
ISBN 978-5-94826-449-3
Изложены проблемные вопросы производства и сохранения молочной
продукции, а также инновации в этой области, в том числе в части холодильных технологий. Обобщены сравнительные данные, характеризующие органолептические, микробиологические, физико-химические показатели и пищевую
ценность молочных продуктов, обработанных жидким азотом и традиционными способами охлаждения и замораживания. Рассмотрены особенности резервирования творога и сливочного масла, расфасованного в потребительскую тару и замороженного в среде жидкого азота.
Рис. 54, табл. 65, список лит. – 158 наименований
УДК 664
бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Калининградский государственный
технический университет», 2015 г.
Л. Т. Серпунина, О. В. Анистратова,
2
Содержание
Введение ....................................................................................................................... 4
1 Проблемы и инновации при производстве молочной продукции ............... 8
1.1 Проблемы производства молока и молочных продуктов ................................. 8
1.2 Инновации при производстве молочных продуктов ....................................... 14
1.3 Инновации в маслоделии .................................................................................... 35
2 Направления совершенствования способов консервирования
молока ........................................................................................................................ 60
2.1 Характеристика способов первичной обработки молока ............................... 60
2.2 Использование жидкого азота при консервировании сырья
молочного производства ........................................................................................... 73
3 Направления совершенствования способов консервирования
творога ....................................................................................................................... 91
3.1 Характеристика способов резервирования творога ......................................... 91
3.2 Влияние способов замораживания на хранимоспособность творога .......... 101
3.3 Технология резервирования творога с использованием жидкого азота ...... 120
3.4 Оценка эффективности применения жидкого азота
для резервирования творога ................................................................................... 133
4 Направления совершенствования способов консервирования
сливочного масла .................................................................................................. 148
4. 1 Характеристика способы консервирования сливочного масла ................... 148
4.2 Влияние сезона изготовления на сохранность замороженного
сливочного масла ..................................................................................................... 162
4.3 Влияние вида фасовки на сохранность сливочного масла ........................... 179
4.4 Влияние способа замораживания на сохранность сливочного масла ........ 202
4.5 Технология резервирования сливочного масла с использованием
жидкого азота ........................................................................................................... 225
4.6 Оценка эффективности применения жидкого азота
для консервирования сливочного масла ............................................................... 231
Список использованной литературы ..................................................................... 247
3
Посвящается светлой памяти
Доктора технических наук, профессора
БОРИСА НИКОЛЕВИЧА СЕМЕНОВА,
основателя Западного отделения
Международной академии холода,
основоположника научной школы
обработки жидким азотом пищевых продуктов
ВВЕДЕНИЕ
Устойчивое обеспечение населения продовольствием – одно из важнейших условий стабильности и развития государства. В России проблема производства основных видов животноводческой продукции, в том числе молока, всегда была актуальна. Молоко и молочная продукция, как готовые для
потребления белковые продукты, являются уникальным источником полноценного белка, основных биологических веществ. Поэтому молочные продукты
относятся к группе продуктов, не имеющих аналогов [8], особенно это касается
детского и лечебно-профилактического питания.
В связи с санкциями, которые ввела Российская Федерация к ряду стран,
импорт молочной продукции снизился более чем на 50%, что может повлечь
за собой дефицит сырья для производства различных видов молочной продукции.
Наибольшая доля на рынке – 32,3% принадлежит цельномолочной продукции, сегменты жирных сыров и масла занимают около 15% и 11% соответственно. Доля остальных видов продукции Рынка в стоимостном выражении
составляет около 42% [3].
Поэтому в настоящее время актуальны исследования, направленные на
поиск новых способов резервирования не только сырья, но и готовых молочных продуктов, с целью удлинения их сроков хранения.
Большой вклад в изучение физико-химических и микробиологических
свойств молока и молочных продуктов, их изменений под действием низких
4
температур внесли российские ученые Н. Н. Липатов, Г. В. Твердохлеб,
К. К. Горбатова, Г. В. Фриденберг, Б. Н. Семенов и др.
Высокий потребительский спрос на молочные продукты обусловливает
интерес производителей к поиску новых способов их низкотемпературной обработки. В России использование жидкого азота при обработке охватывает
лишь узкую группу пищевых продуктов и практически не исследовано в технологии молочной продукции. Длительное время отечественные ученые уделяли большое внимание нструктивному решению холодильной техники для
молочных продуктов, а развитие новых способов и технологий проходило медленно. Для решения указанных актуальных проблем холодильной технологии
молока, творога и сливочного масла в настоящее время целесообразно применение экологически чистого агента – азота.
Новые задачи, стоящие в области научного обеспечения молочной отрасли, необходимость ускоренного решения целого ряда старых хронических проблем ее функционирования в посткризисный период на современном этапе
неизбежно требуют дальнейшего совершенствования и развитии предприятий,
выпускающих молочные продукты, а также расширения тематики научноконструкторских исследований. Одной из основных проблем производства отечественных молочных продуктов – изменение его структуры под действием целого ряда факторов, главным среди которых является сокращение надоев молока в стране.
Современные проблемы производства молочной продукции в России анализирует и обобщает Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности (ГНУ ВНИМИ). Исследования направлены на создание новых технологий, упаковочных материалов, моющих и дезинфицирующих
средств, оборудования, приборов и средств управления для молочной промышленности. В настоящее время в области цельномолочной и молочно-консервной
промышленности специалисты этого научного учреждения проводят фундаментальные и прикладные изыскания, занимаются решением задач в области
5
микробиологии, технохимического контроля, санитарии, экологии, экономики,
метрологии и сертификации.
На сегодняшний день актуальными являются исследования, нацеленные
на углубленное изучение состава и свойств молока, его компонентов; комплексное использование молочного сырья; повышение качества и конкурентоспособности молочных продуктов; разработку новых технологических процессов производства продуктов на молочной основе различного функционального
назначения; модернизацию и создание нового технологического оборудования;
решение проблем энерго- и ресурсосбережения, экологизации молочных производств.
Для повышения эффективности производства, конкурентоспособности
отечественных молочных продуктов, не уступающих по вкусовым свойствам и
стойкости в хранении продуктам импортного производства, ГНУ ВНИМИ
определил следующие основные направления научно-исследовательских работ:
• изучение состава и свойств, а также разработка эффективных и надеж-
ных методов его экспресс-анализа;
• разработка технологий с целью повышение качества заготовляемого мо-
лока-сырья;
• рациональное использование поступающего на предприятия молока-
сырья, также обезжиренного молока и сыворотки;
• повышение качества и сроков годности традиционных молочных про-
дуктов и продукции сложного сырьевого состава, а так же их безопасности;
• рационализация структуры белкового питания населения, направленная
на ликвидацию дефицита белка и повышение его полноценности;
• создание нового поколения функциональных продуктов про- и пребио-
тической направленности, а также синбиотических комплексов, сочетающих в
себе положительные свойства про- и пребиотиков;
6
• обогащение витаминами и биологически активными добавками продук-
тов для минимизации внешних факторов отрицательного воздействия на организм человека;
• разработка и внедрение в практику молочной отрасли технологий ново-
го поколения (бактофугирование, сверхвысокое давление, криозамораживание,
ультрафиолетовое излучение и т.д.);
• расширение ассортимента продуктов для категорий населения с заболе-
ваниями диабетом, атеросклерозом, гипертонией;
• освоение технологий и оборудования для производства новых видов
продуктов, в том числе сложного сырьевого состава с использованием белков и
жиров немолочного происхождения;
• разработка нового поколения конкурентоспособных заменителей цель-
ного и обезжиренного молока и продуктов лечебно- профилактического назначения для питания молодняка сельскохозяйственных животных;
• разработка новых образцов высокоэффективной отечественной техники
для реализации технологических разработок;
• разработка гармонизированных с международными стандартами и стан-
дартизованных методов измерения качества молочных продуктов и продукции
сложного сырьевого состава;
• проведение аналитического мониторинга тенденций развития молочной
отрасли;
• осуществление работ, направленных на экологизацию молочной отрас-
ли;
• осуществление информационно-образовательной подготовки специали-
стов отрасли.
Для разработки этих научных направлений важно вести поиск эффективных холодильных технологий, в том числе использующих жидкий азот для
консервирования молочного сырья и продуктов на его основе.
7
1 ПРОБЛЕМЫ И ИННОВАЦИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ
МОЛОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ
1.1 Проблемы производства молока и молочных продуктов
Важной проблемой отечественной молочной отрасли, требующей постоянного внимания со стороны научных и производственных специалистов, является ресурсосбережение и расширение ассортимента молочных продуктов. Однако следует учесть, что их решение за счет использования простых рецептурных вариантов варьирования составом молочных компонентов или различного
рода обогащающими добавками в массовых продуктах практически исчерпано.
Многие предприятия, в силу все большей открытости рынка, начинают использовать зарубежные рецептурные варианты или, имея собственные исследовательские подразделения, создавать свои.
В связи с вхождением России в ВТО все большего внимания требует решение проблем конкурентоспособной отечественной молочной продукции. С
этой целью необходимы системные исследования и проведение широких инновационных разработок в области технологий переработки молока. В последние
годы ряд научно-исследовательских организаций развернул работы в области
использования при разработке молока и молочных продуктов криозамораживания, бактофугирования, сверхвысокого давления, ультрафиолетового излучения
в различных диапазонах волн и т.д.
Поэтому в новых разработках ученых и исследователей начинают преобладать направления, связанные с созданием молочных и молокосодержащих
продуктов с новыми функциональными и потребительскими свойствами, в том
числе стойких при хранении. Это ведется как на основе изучения нетрадиционных, перспективных методов обработки молока, так и принципов действия отдельных ингредиентов, подбора доз, разработки режимов внесения различных
пищевых добавок. Работы по совершенствованию технологий новых цельномо-
8
лочных продуктов позволили создать их ассортимент, который можно разделить на следующие группы:
продукты из обезжиренного молока, пахты, сыворотки с улучшенными
вкусовыми свойствами;
продукты со сложным сырьевым составом, обогащенные сывороточ-
ными белками или с заменой отдельных компонентов молока растительными (сырные, сливочные пасты, и др.);
продукты, обладающие защитными факторами (кисломолочные напит-
ки, про и пребиотические продукты, а также обогащенные витаминами,
в частности каротином, поливитаминными премиксами и биологически
активными добавками);
продукты для вегетарианцев (соевые напитки, пасты, сквашенные про-
дукты);
продукты с новыми потребительскими свойствами (сырные пасты на
основе творога, десерты на основе сметаны и сливок, сливки и другие
взбитые продукты, соусы на сметане и сыворотке и т.д.);
продукты для диабетического питания (сладкие за счет использования
безкалорийных подсластителей): напитки, десерты, пасты.
Научные исследования в области производства кисломолочных продуктов в настоящее время развиваются в двух основных направлениях:
совершенствование классических технологий с использованием
штаммов молочнокислых бактерий, созданных с использованием методов селекции;
разработка нового поколения кисломолочных продуктов с применени-
ем новых видов микроорганизмов, микроорганизмов-пробиотиков или продуцирующих биологически активные вещества.
По первому направлению работы ведутся по селекции молочнокислых
бактерий, позволяющих интенсифицировать технологические процессы и повысить вкусовые качества выпускаемой продукции. Толчком к развитию второ-
9
го направления в производстве кисломолочных продуктов послужили результаты исследований по изучению кишечной микрофлоры человека. Установлено,
что кишечная микрофлора играет чрезвычайно важную иммуностимулирующую роль, выполняя барьерные функции, препятствуя проникновению чужеродных микробов и токсинов. Проводимые исследования по внедрению и селекции бифидобактерий привели к созданию кисломолочных продуктов, содержащих пробиотические микроорганизмы, входящих в состав микрофлоры
кишечника. Разработана гамма таких продуктов: бифилин, биокефир, биойогурт, бифитон и др. Клинические испытания показали их высокий терапевтический эффект.
Другими научными направлениями являются изучение и создание новых
симбиотических композиций микроорганизмов, а также микроорганизмов продуцирующих витамины. Продолжаются исследования по применению пребиотиков (лактулозы), являющихся бифидус-фактором, активно стимулирующим
рост бифидо- и лактобактерий. Создана большая группа молочных продуктов
лечебно-профилактического назначения с использованием лактулозы, таких как
кефир, биокефир, простокваша, ряженка, варенец, ацидофилин, ацидолакт, пастеризованное и стерилизованное молоко. Развернуты работы по созданию
синбиотиков, т.е. продуктов, пищевых и биологически активных добавок, сочетающих в себе положительные свойства про- и пребиотиков.
Среди комплекса мер, обеспечивающих экологическую безопасность
населения, чрезвычайно важно также организовать лечебно-профилактическое
питания населения продуктами, повышающими устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов. Развитие разнообразных патологических
процессов в организме человека связано с активизацией свободнорадикальных
реакций. Поэтому в последние годы предприняты попытки создать молочные
продукты, способные ликвидировать или уменьшить свободнорадикальное
окисление организма. Наиболее сильными восстановителями радикалов являются токоферолы, каротиноиды, флавоноиды, аскорбиновая кислота. Положи-
10