ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО ВОПРОСУ
"ТРАДИЦИОННАЯ И СОВРЕМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
ЙОГУРТОВ И ЙОГУРТНЫХ ПРОДУКТОВ" 7
1.1 Совершенствование ингредиентного состава рецептур йогурта
и йогуртных продуктов 7
1.2 Бифидобактерии и их использование в производстве кисломолочных продуктов с пробиотическими свойствами 15
1.3 Культуры прямого внесения (DVS), их место в современной технологии кисломолочных продуктов функционального назначения 23
1.4 Функциональные пищевые добавки и их влияние на процесс структурообразования кисломолочных продуктов 29
1.5 Корректоры химического состава и органолептических показателей йогуртов 34
1.6 Заключение по главе 1. Задачи исследования 36
ГЛАВА 2 МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 38
2.1 Постановка экспериментальных исследований 38
2.2. Объекты и методы исследований 40
2.2.1 Физико-химические методы и органолептические показатели 41
2.2.2 Биохимические методы 42
2.2.3 Микробиологические методы 43
2.2.4 Реологические методы 44 ,
2.2.5. Методы математического анализа 45
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ 50
3.1 Обоснование состава молочной основы йогуртного продукта
по содержанию основных компонентов молока 50
3.1.1 Изучение химического состава и качественных
показателей молока 50
з
3.1.2 Подбор рационального количества сухого обезжиренного
молока для нормализации молочной основы 55
3.2 Изучение процесса биоферментации молочной основы йогуртного продукта различными культурами DVS, содержащими традиционные для йогурта культуры и бифидобактерии 58
3.3 Математическое моделирование процесса ферментации, молочной основы сочетаниями DVS культур 66
3.4 Исследование влияния стабилизационных систем на качественные характеристики йогуртных продуктов 71
3.5 Выбор вида и количественных доз вкусовых ингредиентов
для йогуртных продуктов 91
3.6 Подбор корректора микронутриентного состава йогуртного продукта 96
3.7 Изучение хранимоспособности йогуртного продукта с живой микрофлорой 99
3.8 Выбор режима термизации йогуртного продукта с живой микрофлорой 100
3.9 Определение пищевой, биологической, энергетической
ценности йогуртного продукта : 104
ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ 109
4.1 Разработка технологии и нормативной документации для производства йогуртного продукта 109
4.2 Расчет экономических показателей производства йогуртного продукта 116
4.3 Промышленное внедрение технологии йогуртного продукта "Вкусника" в условиях предприятия ООО "Манрос-М" 117
ВЫВОДЫ 118
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 120
ПРИЛОЖЕНИЯ 137
Министерство здравоохранения Российской Федерации в целях обеспече¬ния системного подхода в решении проблемы сохранения здоровья населения утвердило концепцию охраны здоровья в Российской Федерации (приказ № 113 от 21.03.2003 г.), реализация, которой предполагает организацию производства так называемых "здоровых" продуктов питания.
Научные подходы к оздоровлению организма человека, его активной жиз¬недеятельности, основанные на массовом использовании кисломолочных про¬дуктов с пробиотическими свойствами, являются новым перспективным на¬правлением в медицине и в нутрициологии, как ее составной части. Эти вопро¬сы стали стратегией как многих зарубежных, так и отечественных исследовате¬лей и фирм, т.к. позволяют в значительной степени стабилизировать состояние здоровья населения. По данным японских исследователей, использование мо¬лочнокислых бактерий и бифидобактерий в составе пробиотических препаратов и в продуктах функционального питания уже в начале 21-го века наполовину вытеснит существующий рынок химических лекарственных препаратов и тем самым даст возможность решить проблему здоровой микробной экологии че¬ловека.
Наиболее известным и популярным среди потребителей зарубежных стран является йогурт - представитель класса ферментированных (кисломолочных или сквашенных) продуктов [106].
В России, в последнее десятилетие активно развивается теория и практика производства йогуртных продуктов. В частности, значительная часть фунда¬ментальных исследований Н.И. Дунченко посвящены технологии таких струк¬турированных молочных продуктов, как йогурты и термизированные йогурт-ные продукты [48].
В организации здорового питания всех возрастных групп населения Рос¬сийской Федерации особая роль принадлежит функциональным продуктам пи¬тания. Под термином "функциональное питание" подразумевают использование
5 таких продуктов естественного происхождения, которые при ежедневном при¬менении оказывают определенное регулирующее действие на организм в це¬лом, или на его определенные системы или органы. По мнению японских ис¬следователей, являющихся основоположниками этого направления, функцио¬нальное питание в скором времени сможет успешно конкурировать на рынке со многими лекарственными средствами.
Основными категориями функционального питания являются: пищевые волокна; эйкосапентаиковая кислота (ЕРА); продукты, содержащие бифидобак-терии; олигосахариды. Однако исследования последних лет показывают, что в этот перечень входят и другие продукты, например, содержащие антиоксидан-ты, органические кислоты, лактобактерии и др. [122].
Следовательно, совершенствование технологии, ассортиментного и рецеп¬турного состава йогуртов является актуальным для настоящего состояния тех¬нологии производства функциональных, в том числе пробиотических продук¬тов.
Автор в данной диссертационной работе основывался на трудах научных школ известных российских учёных И.А. Рогова, А.А. Покровского, Н.Н. Липа¬това, А.Г. Храмцова, П.Ф. Крашенинина, В.Д. Харитонова, Л.А. Остроумова, A.M. Шалыгиной, И.А. Евдокимова, Н.П. Захаровой, И.С. Хамагаевой, В.М. Позняковского, М.С. Уманского, Н.И. Дунченко, М.П. Щетинина, А.А. Майо¬рова, О.Н. Буянова, Н.Б. Гавриловой, Л.А. Забодаловой и других.
Цель данной научно-исследовательской работы - исследование и разра¬ботка технологии йогуртного продукта с пробиотическими свойствами и дли¬тельными сроками хранения.
Научная новизна работы. Сформулированы требования к молоку-сырью для йогуртных продуктов с пробиотическими свойствами. Изучен процесс биоферментации молочной основы DVS культурами: (YC-180 + ВВ-12) и (YC-180 + ВВ-46) при различных температурных режимах. Установлен рациональ¬ный состав микрофлоры закваски и температурный режим биоферментации. На основании математического моделирования определена стабилизационная сие-
6
тема (Хамульсион RABB 30) для иогуртного продукта. Подобраны вкусовые ингредиенты: фрукты, садовые и лесные ягоды и корректоры микронутриент-ного состава иогуртного продукта: "L-лактат кальция" и "Лактавит". Изучено влияние различных режимов термизации на жизнедеятельность лакто- и бифи-добактерий в йогуртном продукте. Определен химический состав, пищевая, биологическая и энергетическая ценность иогуртного продукта с пробиотиче-скими свойствами. Установлены сроки его хранения.
Практическая ценность работы. В результате проведения эксперимен¬тальных исследований разработана технология иогуртного продукта и норма¬тивная документация для его производства (ТУ 9222-010-49527272-2003).
Новизна технического решения, составляющего основу технологии тер-мизированного иогуртного продукта, отражена в заявке на изобретение № 2004126467 "Способ производства йогурта". Приоритет от 31.08.2004 г. Тех¬нология иогуртного продукта внедрена на молочном предприятии ООО "Ман-рос-М" г. Омска.
Изобретение относится к молочной промышленности и может быть ис¬пользовано при производстве йогуртов.
Способ производства йогурта, включающий внесение в смесь цель-ного молока с сухим обезжиренным молоком гидроколлоидов, гомогени¬зацию смеси, пастеризацию, охлаждение до 32-43°С, внесение закваски, сквашивание до рН 4,0-4,55, охлаждение, внесение фруктового наполните¬ля, фасовку и доохлаждение в течение 8-16 часов, перед составлением сме¬си молоко пастеризуют при температуре 80-90°С в течение 3 с и охлажда¬ют, в качестве гидроколлоидов используют комплексную стабилизирую¬щую систему, одновременно с гидроколлоидами вносят подслащивающий компонент, пастеризацию смеси проводят при температуре 94-98°С с вы¬держкой 2-Ю мин, в качестве закваски используют комбинации культур прямого внесения, сквашивание проводят в течение 4-7 часов, после охла¬ждения смесь резервируют, внесение наполнителя осуществляют в потоке, одновременно с наполнителем вносят витаминную или минеральную пи-щевую добавку, перед фасовкой осуществляют термизацию смеси при температуре 65-84°С с выдержкой 10-30 с и последующее охлаждение до температуры 18-22°С.
Данный способ производства йогурта- позволяет расширить ассорти¬мент продуктов, относящихся к классу «здоровых», высокое содержание жиз¬неспособной микрофлоры даже после термизации, позволяет охарактеризо¬вать продукт как пробиотический. Данный йогурт способствует нормализа¬ции кишечного микробиоценоза и стимулированию иммунной системы орга¬низма. Применение данного йогурта как в массовом, так и специальном пи¬тании является средством массовой профилактики полигиповитаминозов, авитаминозов, железодефицитной анемии, кальциевой недостаточности, а также восполнения недостаточного потребления витаминов и минеральных веществ практически у любых возрастныхи профессиональных групп населения.
1. Определены требования к качественным показателям сырья для йогурт-ного продукта с пробиотическими свойствами и установлена рациональная доза сухого обезжиренного молока для нормализации молочной основы, не более 5 % от её массы.
2. Изучен процесс биоферментации молочной основы DVS культурами: (YC-180 + ВВ-12) и (YC-180 + ВВ-46) при различных температурных режимах 37-38 °С; 39-40 °С; 43-45 °С. Установлено, что рациональной температурой биоферментации молочной основы является 39-40 °С.
3. На основании математического моделирования результатов исследова¬ния процесса биоферментации молочной основы определён вид DVS культур: YC-180 (штаммы Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii подвид bulgaricus) и ВВ-12 (тип Bifidobacterium, содержит Bifidobacterium lactis).
4. Изучено влияние стабилизирующих систем Хамульсион RABB 30 и GRINSTED SB 264 на качественные показатели йогуртного продукта: эффек¬тивную вязкость, микробиологические и органолептические показатели, микро¬структуру. На основании математического моделирования совокупности экспе¬риментальных данных определена стабилизационная система Хамульсион RABB 30 и её количество - 2,0 % от массы компонентов рецептуры.
5. В качестве вкусовых ингредиентов выбраны фрукты, садовые и лесные
ягоды, а также их композиции вводимые в рецептуру в количестве 10 % от мас¬
сы компонентов рецептуры. Подобраны корректоры микронутриентного соста¬
ва йогуртного продукта (мас.%):
■ L - лактат кальция — 0,58 (рецептура 1);
■ лактавит - 0,50 (рецептура 2).
119
6. Изучено влияние различных режимов термизации: (60±2) °С; (70+2) °С;
(80±2) °С; на степень жизнедеятельности лакто- и бифидобактерий. Установле¬но, что при использовании режима термизации (60±2) °С и стимуляторов роста бифидобактерий в виде пищевых волокон, в йогуртном продукте обеспечивает¬ся содержание бифидобактерий не менее Ы06КОЕ/г.
7. Определена пищевая, биологическая и энергетическая ценность йогурт¬ного продукта. Йогуртный продукт обогащен минералами (кальцием) и вита¬минами А, С, D, Е.
8. Разработана и утверждена нормативная документация для производства йогуртного продукта (ТУ 922-010-49527279-2003). Технология производства йогуртного продукта внедрена на промышленном предприятии ООО "Манрос-М" (г. Омск).
1. Абдрахманова Г.К. Кисломолочный напиток "Алтынсут" и способ его производства / Г.К. Абдрахманова, Н.Б. Гаврилова // Предварительный патент Республики Казахстан № 4902. (Приоритет от 12.07.1995). Бюл. № 3. - Опубл. 15.08.1997.
2. Амерханова A.M. Бифидобактерий - история вопроса, основные итоги изучения, перспективы использования / A.M. Амерханова // Пробиотические микроорганизмы - современное состояние вопроса и перспективы использова¬ния: Тез. межд. науч.-практ. конф. памяти Г.И. Гончаровой. - М., 2002. - С. 6.
3. Ассортимент компании "Даниско" после приобретения компании "Родиа Фуд" // Молоч. пром-сть. - 2004. - № 11. - С. 40-41.
4. Ахназарова С.Л. Оптимизация эксперимента в химии и химической тех¬нологии / С.Л. Ахназарова, В.В. Кафаров. - М.: Высшая школа, 1978. - 317 с.
5. Бабич В.В. Исследование и разработка технологии детского кисломо¬лочного продукта с повышенной биологической ценностью: Автореф. дис... канд. техн. наук / В.В. Бабич. - М., 1980. - 21 с.
6. Байбаков В.И. Изучение микробиологических свойств нового производ¬ственного штамма бифидобактерий - В. bifidum 791 БАГ / В.И. Байбаков, Т.Л. Карих, А.В. Молокеев, Л.Г. Никулин // Пробиотические микроорганизмы - со¬временное состояние вопроса и перспективы использования: Тез. межд. науч.-практ. конф. памяти Г.И. Гончаровой. - М., 2002. - С. 25-26.
7. Банникова Л.А. Микробиологические основы молочного производства / Л.А. Банникова, Н.С. Королёва, В.Ф. Семинихина. - М.: Агропромиздат, 1987. - 400 с.
8. Баснакьян И.А. Культивирование микроорганизмов с заданными свойст¬вами / И.А. Баснакьян. - М., 1992. - 192 с.
9. Богданов В.Д. Структурообразователи и рыбные композиции / В.Д. Бо¬гданов, Т.М. Сафронова. -М., 1993.-170 с.
121
10. Борисова Г.В. Изучение свойств и возможностей применения бактерий
вида Lactobact. bifidum для приготовления молочных продуктов: Автореф дис... канд. биол. наук / Г.В. Борисова. - Вологда, 1971. - 20 с.
11. Брике Б. Стартовые культуры. Верный выбор / Б. Брике // Молоч. пром-сть. - 2002. - № 10. - С. 31-33.
12. Витаминизация продуктов питания массового потребления. Корпора¬ция МДТ. Изд. НПП Аква-МДТ. 2004. - 48 с.
13. Вождаев В.В. Исследование и разработка биотехнологии кисломолочных напитков, обогащенных бифидобактериями и пшеничными зародышевыми хлопь-ями: Автореф. дис... канд. техн. наук / В.В. Вождаев. - Кемерово, 2001. - 17 с.
14. Гаврилова Н.Б. Биотехнологические основы производства комбиниро¬ванных кисломолочных продуктов: Дис. докт. техн. наук / Н.Б. Гаврилова. - Семипалатинск, 1996. - 350 с.
15. Гаврилова Н.Б. Биотехнология комбинированных молочных продук¬тов. Монография / Н.Б. Гаврилова. - Омск: "Вариант-Сибирь". 2004. - 224 с.
16. Гаврилова Н.Б. Пищевая и биологическая ценность пастеризованного сыра / Н.Б. Гаврилова, М.Е. Успенская // Молоч. пром-сть. - 2001. - № 3. — С. 45.
17. Гаврилова Н.Б. Современная технология молочно-растительных про¬дуктов: Аналит. обзор / Н.Б. Гаврилова, Ф.Т. Диханбаева, Г.С. Жунусова. — Се¬мипалатинск: Семипалатинский ЦНТИ, 1999.-46 с.
18. Гаврилова Н.Б. Современная технология продуктов для геродиетическо-го питания и перспективы её совершенствования: Аналит. обзор / Н.Б. Гаврило¬ва, С.А. Коновалов. - Семипалатинск: ЦНТИ, 2001. - 30 с.
19. Гаврилова Н.Б. Современные технологии йогуртов и их совершенство¬вание: Аналит. обзор / Н.Б. Гаврилова, В.Л. Проскурина. - Семипалатинск: Се¬мипалатинский ЦНТИ. - 29 с.
20. Гаврилова Н.Б. Способ производства молочно-растительного продукта / Н.Б. Гаврилова, Ф.Т. Диханбаева, Е.В. Квочкина // Предварительный патент Республики Казахстан № 9386. (Приоритет от 19.04.1999). Бюл. № 9. — Опубл. 15.09.2000.
122
21. Гаврилова Н.Б. Технология кисломолочно-растительного продукта
/ Н.Б. Гаврилова, Т.В. Рыбченко // Молоч. пром-сть. - 2003. - № 10. - С. 34.
22. Гаврилова Н.Б. Технология плавленых сыров и пути её совершенство¬вания: Аналит. обзор / Н.Б. Гаврилова, Ж.Ж. Смаилова, М.Е. Успенская, Ж.Х. Какимова. - Семипалатинск: Семипалатинский ЦНТИ, 1999. - 32 с.
23. Гаврилова Н.Б. Технология цельномолочных продуктов: Учебное пособие / Н.Б. Гаврилова, М.П. Щетинин, Е.Ю. Гречук. - Барнаул-Омск. 2003. — 249 с.
24. Гаврилова Н.Б. Фито-кисломолочный напиток для геродиетического питания / Н.Б. Гаврилова, С.А. Коновалов // Молоч. пром-сть. - 2002. — № 6. -С. 38-39.
25. Гончарова Г.И. Изучение бифидобактерий, разработка препарата "су¬хой бифидумбактерин" и его эффективность при кишечных заболеваниях детей первого года жизни: Автореф. дис... канд. биол. наук / Г.И. Гончарова. - М., 1970.-16 с.
26. Гончарова Г.И. К методике культивирования / Г.И. Гончарова // Лабо¬раторное дело. 1968. № 2. - С. 100-102.
27. Горбатов А.В. Реология мясных и молочных продуктов / А.В. Горба¬тов. - М.: Пищ. пром., 1979. - 383 с.
28. Горелова В.В. Поиск новых штаммов молочнокислых и бифидобакте¬рий, эффективных при лечении дисбактериоза: Автореф. дис... канд. биол. наук / В.В. Горелова. - Алматы, 1994. - 19 с.
29. Горина Т.А. Применение ферментов и культур DVS компании "Хр. Хансен" для улучшения качества и увеличения выхода сыров / Т.А. Горина // Молоч. пром-сть. - 2002. - № 9. - С. 33-34.
30. ГОСТ 10444.11-89. Продукты пищевые. Методы определения молочно¬кислых микроорганизмов. - М., 1990. - 18 с.
31. ГОСТ 23327-98. Молоко и молочные продукты. Метод измерения мас¬совой доли общего азота по Къельдалю и определение массовой доли белка. -М., 2001.-300 с.
123
32. ГОСТ 25179-90. Молоко и молочные продукты. Методы определения
белка. - М., 2001. - 300 с.
33. ГОСТ 26781-85. Молоко. Метод измерения рН. - М., 2001. - 300 с.
34. ГОСТ 26809-86. Молоко и молочные продукты. Правила приемки, ме¬тоды отбора и подготовка проб к анализу. - М., 2001. - 300 с.
35. ГОСТ 3624-92. Молоко и молочные продукты. Титриметрические ме¬тоды определения кислотности. - М., 2001. - 300 с.
36. ГОСТ 3625-84. Молоко и молочные продукты. Методы определения плотности. - М., 2001. - 300 с.
37. ГОСТ 3626-73. Молоко и молочные продукты. Методы определения влаги и сухого вещества. - М., 2001. - 300 с.
38. ГОСТ 3628-78. Молоко и молочные продукты. Методы определения сахара. - М., 2001. - 300 с.
39. ГОСТ 5867-90. Молоко и молочные продукты. Методы определения жира.-М., 2001.-300 с.
40. ГОСТ 9225-84. Молоко и молочные продукты. Методы микробиологи¬ческого анализа. - М., 1985. - 25 с.
41. ГОСТ Р 51331-99. Продукты молочные. Йогурты. Общие технические условия. - М.: Изд. стандартов, 2001. - 10 с.
42. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов / ЮЛ. Грачев. -М., 1979. - 200 с.
43. Гроностайская Н.А. Исследование аминокислотного состава методом ио-нообменной хроматографии на автоматическом аминокислотном анализаторе / Н.А. Гроностайская, Г.И. Назарова // Труды ВНИМИ. Вып. 30. - М., 1973. - С. 3-30.
44. Гудков А.В. Сыроделие: технологические, биологические и физико-химические аспекты. - М.: ДеЛи принт, 2003. - 800 с.
45. Данилов М.Б. Теоретические и практические основы производства пре-биотических продуктов с использованием Р-галактозидазы и эубиотиков / М.Б. Да¬нилов. - Улан-Уде, 2003. - 130 с.
124
46. Данилов М.Б. Теоретическое обоснование и разработка технологии
пробиотических продуктов с использованием бифидо- и лактобактерий: Авто-реф. дис... докт. техн. наук/М.Б. Данилов-Кемерово, 2004. -47 с.
47. Дунченко Н.И. Стабилизирующая добавка для термизированного йо-гуртного продукта / Н.И. Дунченко, СВ. Купцова и др. // Молоч. пром-сть. -2002.-№10.-С. 27-28.
48. Дунченко Н.И. Структурированные молочные продукты: Монография / Н.И. Дунченко. - Москва-Барнаул: Изд-во Алт. ГТУ, 2002. - 164 с.
49. Дьяконов В.П. Maple 7 / В.П. Дьяконов. - М.: Питер, 2002. - 665 с.
50. Дьяконов В.П. MathCAD 2000 / В.П. Дьяконов. - М.: Питер, 2000.
- 584 с.
51. Евдокимов И.А. Синбиотические молочные продукты / И.А. Евдоки¬мов // Молоч. пром-сть. - 2004. - № 4. - С. 41.
52. Евдокимов О.Г. Развитие Российского рынка йогуртов / О.Г. Евдоки¬мов // Молоч. пром-сть. - 2005. - № 1. - С. 30-33.
53. Елисеева И.И. Общая теория статистики: Учебник / И.И. Елисеева, М.М. Юзбашев. -М., 2001. - 480 с.
54. Жунусова Г.С. Специальные ингредиенты и их влияние на процесс структурообразования комбинированных желейных продуктов: Аналит. обзор / Г.С. Жунусова, А.Ю. Камербаев, Н.Б. Гаврилова. - Семипалатинск: ЦНТИ.
- 39 с.
55. Зобкова З.С. Влияние температуры на характеристики кисломолочных напитков со стабилизаторами / З.С. Зобкова, Т.П. Фурсова // Молоч. пром-сть. -2004.-№6.-С. 59-60.
56. Зобкова З.С. О консистенции кисломолочных продуктов / З.С. Зобкова, Т.П. Фурсова // Молоч. пром-сть. - 2002. - № 9. - С. 31-32, 37.
57. Зобкова З.С. О консистенции кисломолочных продуктов / З.С. Зобкова, Т.П. Фурсова // Молоч. пром-сть. - 2002. - № 10. - С. 23-24.
58. Зобкова З.С. О консистенции кисломолочных продуктов / З.С. Зобкова, Т.П. Фурсова // Молоч. пром-сть. - 2002. - № 11. - С. 27-29.