Исследование и разработка технологии плавленых сыров из творога и овощного сырья

Сохранение здоровья населения является одной из задач государственной важности. Питание, как фундаментальный процесс, лежащий в основе жизнедеятельности всех живых организмов, в том числе и человека, всегда было наиболее сильным и устойчивым фактором среды, оказывающим постоянное влияние на состояние его здоровья. Правильное питание обеспечивает нормальный рост и развитие детей, создает условия для адекватной адаптации их к окружающей среде, способствует профилактике заболеваний, повышению работоспособности, продлению жизни [87].

Однако, в последние десятилетия состояние здоровья населения характеризуется негативными тенденциями. Продолжает сокращаться средняя продолжительность жизни, возрастает общая заболеваемость населения. Результаты мониторинга состояния питания России характеризуются в последнее время как снижением потребления биологически ценных пищевых продуктов, в первую очередь витаминов, макрои микроэлементов (Са, I, Se, Fe, F и др.), полноценных белков, так и нерациональным их соотношением [97].

Снижается уровень грудного вскармливания, в связи с чем значительно снизились показатели здоровья детей. Как показывают статистические данные, основной причиной раннего перевода детей на искусственное вскармливание является гиполактация, развивающаяся у матерей в первые недели и месяцы после рождения ребенка. В свою очередь, одной из причин гиполактации у кормящих матерей может быть недостаточность поступления в организм матери всех необходимых питательных веществ, что обусловлено социально-экономической ситуацией в нашей стране [96].

В последние годы уменьшилась доля физической работы, соответственно снизился расход энергии. Это привело к тому, что энергетическая ценность пищи превышает энергозатраты. В связи с этим увеличилось число людей, страдающих ожирением и связанными с ним хроническими неинфекционными заболеваниями. Признано целесообразным уменьшить калорийность суточного рациона за счет снижения поступления жира с 40 до 30% [9]. За рубежом исследователи работают над возможностью сбалансирования рациона питания людей за счет увеличения доли белка и снижения доли высококалорийных жиров [11].

На физическом состоянии человека сказывается недостаток белка в питании, это приводит к снижению работоспособности и сопротивляемости организма различным заболеваниям. Включение в рацион питания достаточного количества белка приводит к снижению содержания холестерина в крови [3, 21, 36, 87, 96].

К снижению сопротивляемости человеческого организма воздействию окружающей среды приводит недостаток в рационе питания балластных веществ, называемых пищевыми волокнами (неусвояемых углеводов: пектина, целлюлозы, гемицеллюлозы и д р.) [49]. Клинические испытания продуктов с повышенным содержанием пищевых волокон установили их хорошую переносимость и способность нормализовать функции толстой кишки [16].

Многочисленными исследованиями доказано, что недостаток в пище витаминов приводит к различным заболеваниям и глубоким нарушениям обмена веществ [96].

Концепция государственной политики в области здорового питания населения РФ предусматривает разработку технологий производства качественно новых безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения. В результате осуществления первоочередных мер государственной политики в области здорового питания предполагается снижение на 15.30% частоты заболеваний, обусловленных недостаточным потреблением пищевых веществ.

Молоко и молочные продукты относятся к незаменимым продуктам питания, используемым человеком во все периоды его жизни. Большое значение молоко и молочные продукты имеют в питании людей в крайних возрастных группах, т. е. в детском и пожилом возрасте. Пищевые, биологические и диетические достоинства молоку сообщает оптимальное соотношение белков, жиров, углеводов, немалые количества витамина и провитамина А, витаминов Bi, В2, Вб, В12, РР, С, фолиевой и пантотеновой кислот, инозита, наличие витаминов D и Е [56].

Но при этом важно отметить, что здоровое питание определятся не только широким ассортиментом высокоценных в биологическом отношении продуктов, но и доступностью этих продуктов всем слоям населения.

Многочисленными исследованиями установлено, что существует дифференциация показателей пищевого статуса различных групп населения в зависимости от социальных факторов, в частности от материального достатка. Помимо материального достатка на качество питания оказывает значительное влияние ограниченность знаний в области правильного питания. Из числа доступных продуктов питания у населения, как правило, пользуются спросом дешевые, и в биологическом отношении малоценные продукты, не отвечающие формуле сбалансированного питания [87].

Следовательно, цена продуктов питания в большинстве случаев является решающим фактором, определяющим, в конечном счете, здоровье человека.

В связи с этим в производстве продуктов питания становится актуальным поиск более дешевого сырья, не уступающего по своим биологическим и качественным показателям традиционному.

Одним из направлений решения задачи сбалансированного питания является создание комбинированных пищевых продуктов, в том числе продуктов на молочной основе.

Теоретические и практические основы создания комбинированных молочных продуктов заложены и развиты в работах И. А. Рогова, Н. П. Захаровой, Н. Н. Липатова, В. Б. Спиричева, Л. А. Остроумова, В. М. Позняковского и др. исследователей.

При создании комбинированных молочных продуктов необходимо стремиться к корректировке их аминокислотного, жирнокислотного, углеводного, минерального и витаминного состава, а также придавать продуктам диетические и лечебно-профилактические свойства, за счет включения в их рецептуру биологически активных веществ или немолочных компонентов (чаще всего растительного происхождения).

Большие возможности для разработки подобных продуктов открываются на основе технологии производства плавленого сыра, являющегося ценным белковым продуктом питания, свойствами и составом которого можно целенаправленно управлять.

При этом перспективным направлением является полная замена сычужных сыров в производстве плавленых на творог. Помимо уменьшения стоимости сырья и материалов замена натурального сыра творогом позволяет сократить технологический цикл производства, что имеет особое значение для предприятий молочной промышленности.

Широкое промышленное применение получил метод модификации молочного жира посредством комбинирования его с растительным маслом (подсолнечным, кукурузным и т. д.). Частичная замена молочного жира позволит не только снизить себестоимость вырабатываемой продукции, но и обогатить пищевую ценность продукта, за счет добавления незаменимых полиненасыщенных кислот.

Использование овощного сырья в составе молочных продуктов — один из возможных путей создания продукции лечебно-профилактического назначения. Применение пищевых волокон в комбинированных молочных продуктах позволяет снижать их калорийность [16].

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

выводы.

1. Исследованы условия плавления творога, полученного кислотным способом. Установлено, что для получения лучшей консистенции расплава творожной массы доза пищевой соды должна составлять от 0,4 до 0,6%.

2. Изучены функционально-технологические свойства моркови. Установлено, что пищевые волокна моркови, обладая высокими гидрофильными свойствами, способны оказывать воздействие на структурообразование сыра. Отработан способ подготовки морковного полуфабриката для производства плавленого сыра. На основании полученных результатов рекомендуется обработка моркови путем варки овоща в воде.

3. Изучено влияние основных технологических параметров на качественные характеристики плавленого сыра на основе творога. С возрастанием дозы соли-плавителя активная кислотность сырной массы увеличивается. Влияние замены молочного жира на активную кислотность усиливается при дозе растительного масла от 20 до 30%. С возрастанием температуры плавления величина активной кислотности, достигает максимума при 80 °C. На предельное напряжение сдвига основное влияние оказывают доза соли-плавителя и температура плавления. С увеличением значений этих факторов снижаются показатели откликов параметра. Все факторы влияют на органолептические показатели сыра, лучшие из которых наблюдали при дозе соли-плавителя 1,35%. Возрастание замены молочного жира растительным маслом ухудшает балльную оценку сыра, также как и повышение температуры плавления.

4. Установили влияние основных факторов на формирование комбинированного сыра с морковным наполнителем. На органолептическую оценку полученного продукта влияние оказали все изучаемые факторы. Максимальную балльную оценку получили сыры, выработанные из смеси с 10% морковного наполнителя. Повышение массовой доли жира в сухом веществе продукта также улучшает балльную оценку. Наибольшее влияние на активную кислотность оказывала массовая доля жира смеси: при ее увеличении значение рН уменьшалось. Содержание бета — каротина линейно возрастало с увеличением дозы моркови и уменьшалось с повышением температуры плавления. Оптимальными технологическими параметрами являются: температура плавления 80.83 °С, доза морковного наполнителя 10±2%, массовая доля жира в сухом веществе 40±5%.

5. Разработана технология сырной пасты с морковным пюре, установлены режимы и сроки хранения продукта (20 суток при температуре от 0 до 4°С). Исследована пищевая и биологическая ценность сырной пасты с морковным наполнителем. Установлено, что получаемый продукт удовлетворяет суточную потребность организма в жирах на 22%, белках на 20%, углеводах на 2%, минеральных веществах и витаминах на 5,5%.

6. Составлена и утверждена нормативная документация «Пасты сырные» (ТУ 9222−008−42 678−19 990). Произведен расчет экономической эффективности производства плавленых сыров на основе творога. Отмечено снижение себестоимости на 23,6% по сравнению с традиционным сыром близкого состава.

1.4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ОБЗОРУ ЛИТЕРАТУРЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

На сегодняшний день, большое внимание уделяется проблеме создания технологий комбинированных молочных продуктов с регулируемым составом и заданными свойствами для диетического и лечебно-профилактического питания. Все чаще можно встретить работы по улучшению общей пищевой и биологической ценности продуктов, которые в той или иной степени отвечают требованиям сбалансированного питания.

Не менее актуальной представляется работа по замене дорогостоящего сырья. Ингредиенты немолочного происхождения, в частности растительные, по сравнению с традиционными считаются достаточно недорогими. К сожалению, использование растительных ингредиентов в производстве плавленых сыров с технологической точки зрения считается ограниченным, поскольку доля замены основного сырья не должна превышать 15. 20%. Превышение массовой доли вносимых ингредиентов отрицательно влияет на качественные показатели получаемого продукта. Разработка новых видов плавленых сыров и подбор композиций для их рецептур является одной из актуальных проблем современности.

Использование новых нетрадиционных наполнителей требует тщательного изучения их физико-химических и органолептических показателей.

К ценным продуктам питания относится морковь. Ее широко рекомендуют в профилактическом и лечебном питании.

Сырая, цельная, протертая морковь, гарниры и самостоятельные блюда из отварной моркови — это диетическое питание при холециститах, холецистонанкреатитах в хронической стадии и при многих других болезнях.

Общее содержание сухих веществ в моркови колеблется от 8 до 20%. В их состав входят сахара, крахмал, пентозаны, белки, жиры и другие соединения. Содержание белков в моркови до 1,3%. Содержание сахара в зависимости от сорта, зрелости и условий выращивания колеблется от 4 до 12%.Сахара в основном представлены сахарозой.

В моркови находится около 0,1% жира, найдены также лецитин и фитостерин.

Органические кислоты представлены в основном свободной яблочнойвстречаются коффейная, галловая, хлорогеновая, бензойная кислоты. Найден также спирт маннит.

Из минеральных элементов в моркови имеются натрий, калий, кальций, фосфор, магний, железо и др. По содержанию микроэлементов морковь превосходит многие овощи [19].

Морковь богата каротином, а также некоторыми витаминами. По сравнению с другими корнеплодами в моркови много никотиновой кислоты.

Содержание тех или иных компонентов в моркови заметно варьирует, что зависит, в основном, от хозяйственно-ботанического сорта и условий его выращивания [17].

Целью данной работы является исследование особенностей формирования плавленого сыра на основе творога, полученного кислотным способом, и овощного сырья. А также отработка технологии получения продуктов этой ассортиментной группы.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи: исследовать условия плавления творога, полученного кислотным способомотработать способ обработки моркови, в связи с ее использованием в производстве плавленого сыраустановить влияние технологических параметров на качественные характеристики плавленого сыра на основе творогаизучить влияние основных факторов (температура плавления, доза морковного наполнителя, массовая доля жира) на формирование продуктаразработать технологию получения комбинированного сыра с морковным наполнителемисследовать состав и свойства нового продуктаизучить условия хранения продукта, рассчитать ожидаемую экономическую эффективность.

2 ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДЫ.

ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1 ОРГАНИЗАДИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ Исследования проводили в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности, на Кемеровском молочном комбинате. Схема проведения исследований представлена на рис. 2.1 Эксперимент состоит из четырех последовательных и взаимосвязанных этапов.

На первом этапе изучали особенности плавления творога, полученного кислотным способом. В творог нежирный добавляли динатрийфосфат и разное количество пищевой соды (NaHC03). Дозу соды варьировали от 0 до 1,2%. Температура плавления (80±-2)°С. Рассматривали влияние дозы соды на кислотность, структуру и органолептические показатели получаемой массы.

На втором этапе исследовали возможность использования в производстве сырной пасты на основе творога моркови. Изучали методы подготовки моркови (свежая, вареная и пассерованная). Морковное пюре оценивали по составу, органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям.

На третьем этапе исследовали влияние основных технологических факторов (доза соли-плавителя, количество растительного масла, температура плавления) на органолептические и структурно-механические показатели продукта, а также активную кислотность массы. Интервал варьирования для температуры плавления составил от 75 до 85 °C с шагом 5°Сдозы соли-плавителя от 1,0 до 1,7% с шагом 0,35%- замены молочного жира растительным маслом от 10 до 30% с шагом 10%.

Изучали влияние дозы морковного наполнителя на структуру и свойства плавленой сырной массы. Интервал варьирования дозы морковного полуфабриката от 5,0 до 15,0% с шагом 5,0%.

Этапы исследований.

Изучаемые факторы.

Контролируемые параметры.

Исследование условия плавления кислотного творога —> Доза пищевой соды (NaHC03) — Активная кислотность (рН), плавимость, структура.

Изучение состава моркови, методов подготовки моркови.

Физико-механические показатели, способы обработки.

Содержание основных компонентов (массовая доля золы, жира, белка, крахмала, сахара, пищевых волокон, аминокислот и витаминов),.

КМАФАнМ, БГКП, плесневые грибы и дрожжи.

Изучение влияния технологических параметров и дозы наполнителя на качественные характеристики плавленого сыра, сырной пасты с морковным наполнителем.

Доза соли-плавителя (динатрий фосфат 1,0%- 1,35%- 1,7%).

Доза морковного наполнителя (5%- 10%- 15%).

Замена молочного жира растительным маслом (10%- 20%- 30%).

Температура плавления (75 °С- 80 °С- 85 °С).

Z1.

Органолептические (вкус, запах, консистенция), физико-химические, структурно-механические и микробиологические (КМАФАнМ, БГКП, плесневые грибы и дрожжи) характеристики.

Практическая реализация результатов исследования.

Разработка НТД установление гарантийного срока хранения плавленого сыра.

Органолептические, физико-химические показатели, аминокислотный и витаминный состав, энергетическая ценность плавленого сыра.

Ожидаемая экономическая эффективность.

Рис. 2.1 Схема проведения исследований.

Для получения стабильной пастообразной консистенции разрабатываемого продукта исследовали влияние водоудерживающей способности пищевых волокон морковного пюре на органолептические и физико-химические показатели продукта.

Четвертый этап работы посвящен практической реализации полученных результатов работы. Отрабатывали технологические режимы производства плавленого сыра и определяли его качественные показатели, а также сроки хранения. Рассчитывали ожидаемую экономическую эффективность внедрения новой технологии.

Результаты эксперимента обрабатывали методом наименьших квадратов. Были получены математические модели, характеризующие зависимость органолептических, физико-химических, структурно-механических показателей от изучаемых факторов. Описаны органолептические показатели получаемых сыров и определены наиболее благоприятные соотношения варьируемых компонентов, гарантирующие получение продукта с высокими показателями консистенции и органолептической оценки.

2.2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

При выполнении работы использовали стандартные, общепринятые и модифицированные физико-химические, реологические, микробиологические и органолептические методы исследований.

Органолептические показатели плавленых сыров определяли по балльной шкале, разработанной ВНИИМС (приложение 1).

Массовую долю влаги в сыре определяли методом высушивания навески до постоянной массы веса по ГОСТ 3626–73.

Массовую долю жира в плавленом сыре определяли по ГОСТ 5867–90, кислотным методом Гербера путем центрифугирования.

Титруемую кислотность определяли по ГОСТ 3624–92.

Активную кислотность по ГОСТ 26 781–85 элекрометрическим методом на потенциометре рН-121.

Массовую долю белка определяли по ГОСТ 25 179–90 методом формольного титрования и методом Къельдаля, используя коэффициент пересчета азота на белок, равный для комбинированных продуктов 6,25.

Массовую долю соли в плавленом сыре определяли по ГОСТ 3627–81.

Определение мезофильных аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов вели чашечным методом путем посева на мясопептонный агар (по ГОСТ 9225–84).

Для определения бактерий группы кишечной палочки использовали метод накопления путем посева на среду Кесслера.

Определение дрожжей и плесневых грибов проводили в соответствии с ГОСТ 10 444.12−88. Содержание споровых форм бактерий определяли путем посева на мясопептонный агар, с предварительной пастеризацией разведений при температуре 80.85()С в течениие15 минут.

Структурно-механические характеристики определяли на приборе «Структурометр». Величину предельного напряжения сдвига 1о, кПа, определяли по величине максимального погружения конуса hmax, м, в исследуемый материал. = (К • М) / hmax2, (2.1) где К — константа конуса, зависящая от угла при его вершине;

М — масса нагрузки, действующая на конус.

Аминокислотный состав определяли на автоматическом анализаторе аминокислот Hd-1200 Е, после предварительного гидролиза белков.

Жирнокислотный состав определяли газохроматографическим методом.

РОССИЙСКАЯ.

ГОСУДАРСТВЕННАЯ БИБЛИОТЕКА.

Определение каротиноидов в овощных пюре проводили при помощи спектрофотометрического метода по ГОСТ 8756. 22 — 80.

Количество пигментов (мг/ 100 г) рассчитывают по формуле.

Х dс • (462L>45, — 309Dso3) (2.2) где D — величина оптической плотности d — толщина поглащающего слоя, см сконцентрация исходного вещества, г/1000 см3 гексанового экстракта.

Математическую обработку результатов экспериментов осуществляли методом статистического и регрессионного анализа, а так же с помощью пакета программ «MATLAB 5.1» [2, 12, 13, 90, 94,95].

Расчет калорийности продукта производился по формуле:

Х= 4 • Б + 9 • Ж + 3,75 • У (ккал) (2.3) где Б — массовая доля белка, %;

Ж — массовая доля жира, %;

У — массовая доля углеводов, %.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 3.1 ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ПЛАВЛЕНИЯ КИСЛОТНОГО ТВОРОГА.

Результаты исследований влияния дозы пищевой соды на активную кислотность и консистенцию расплава творожной массы представлены в таблице 3.1.