Помощь студентам в учебе
Разработка технологии йогуртного продукта
|
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
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.
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).
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).