Магістерська робота - Удосконалення технології вареного згущеного молока з фруктозою - файл n1.doc

приобрести
Магістерська робота - Удосконалення технології вареного згущеного молока з фруктозою
скачать (4427.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc4428kb.16.09.2012 13:25скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5




АНОТАЦІЯ

Короткова А.В. Удосконалення технології вареного згущеного молока з фруктозою.

Робота на здобуття освітньо-кваліфікаційного рівня магістра за спеціальністю 8.091709 – технологія зберігання, консервування та переробки молока. – Національний університет харчових технологій, Київ, 2009.

У роботі висвітлено проблеми виробництва згущених варених молочних консервів, обґрунтовано доцільність виробництва молока згущеного ваерного з фруктозою методом змішування компонентів із заміною фруктози на глюкозно-фруктозні сиропи. Розроблено рецептури молока згущеного вареного з використанням вуглеводних сиропів. Досліджено показники якості сировини, фізико-хімічні показники продукту, його органолептичні характеристики та досліджено мікроструктуру. Проведено математично-статистичну обробку даних. Доведено економічну доцільність виробництва ЗМК методом змішування компонентів із заміною фруктози на глюкозно-фруктозний сироп.

Результати досліджень та розрахунків надані у вигляді таблиць, графіків, діаграм.
Ключові слова: технологія, згущені варені молочні консерви, рекомбіновані молочні консерви, метод змішування компонентів, вуглеводні сиропи.

АННОТАЦИЯ

Короткова А.В. Усовершенствование технологии молока сгущенного вареного с фруктозой.

Работа на получение образовательно-квалификационного уровня магистра за специальностью 8.091709 – технология хранения, консервирования и переработки молока. – Национальный университет пищевых технологий, Киев, 2009.

В работе отражены проблемы производства сгущенных вареных молочных консервов, обоснованно целесообразность производства молока сгущенного ваерного с фруктозой методом смешивания компонентов с заменой фруктозы на глюкозно-фруктозые сиропы. Разработаны рецептуры молока сгущенного вареного с использованием углеводных сиропов. Исследовано показатели качества сырья, физико-химические показатели продукта, его органолептические характеристики и микроструктуру. Проведена математическо-статистическая обработка данных. Доказана экономическая целесообразность производства cгущенных молочных консервов методом смешивания компонентов с заменой фруктозы на глюкозно-фруктозный сироп.

Результаты исследований и расчетов представлены в виде таблиц, графиков, диаграмм.
Ключевые слова: технология, сгущенные вареные молочные консервы, рекомбинированные молочные консервы, метод смешивания компонентов, углеводные сиропы.

ANNOTATION

Korotkova A.V. Development of technology of milk spissated boiled with fructose.

Work on the receipt of educationally-qualifying master's degree from speciality 8.091709: Technology of storage, processing and canning of milk, National university of food technologies, Kyiv, 2009.

Problems of condensed milk canned food production are reflected in the work, expedience to product condensed "boiled" milk canned food with a fructose using the method of blending of components with substituting of fructose by glucose-fructose syrups was grounded. Compounding of milk condensed "boiled" canned food with the using of carbohydrate syrups is designed . The quality figures of feed, physical and chemical propernies of product, its sensory characteristics and microstructure were investigated. The mathematical-statistical processing of data was conducted. The economich expedience of condensed canned food production using the method of blending of components with substituting of fructose by glucose-fructose syrup is well-proven .

The results of researches and calculations are represented as tables, graphs and diagrams.
Keywords: technology, condensed "boiled" milk canned food, recombinated condensed "boiled" milk canned food, method of blending of components, carbohydrate syrups.
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

РМКрекомбіновані молочні консерви;

ЗМК – згущені молочні консерви;

МЧСР – масова частка сухих речовин;

МЧВ – масова частка вологи;

СР – сухі речовини;

ВВУ – вакуум-випарна установка;

СЗМ – сухе знежирене молоко;

ВУЕО – витрати на утримання та експлуатацію обладнання;

ЗВВ – загальновиробничі витрати;

СМП – сухі молочні продукти.
Зміст
Вступ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

Розділ 1. Огляд літератури . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.1. Сучасний асортимент згущених молочних консервів . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.2. Сировина, що застосовується при виробництві згущених

молочних консервів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.2.1. Молочна сировина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.2.2. Немолочна сировина та добавки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

1.3. Аналіз існуючих технологій виробництва молока згущеного

вареного . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

Висновки за розділом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

Розділ 2. Організація та методологія проведення досліджень . . . . . . . . . . . .32

2.1. Організація досліджень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.2. Об'єкт та предмети досліджень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.3. Методи експериментальних досліджень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

2.3.1. Стандартні методи досліджень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.3.2. Загальновідомі методи досліджень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

2.4. Математична обробка даних . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

2.5. Статистична абробка даних . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Розділ 3. Експериментальна частина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3.1. Характеристика вуглеводних сиропів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3.2. Розробка рецептури на молоко згущене варене з фруктозою . . . . . . . . . . . .50

3.3. Дослідження показників якості дослідних зразків продукту . . . . . . . . . . . . 52

3.3.1. Визначення органолептичних показників дослідних проб продуктів . . . 52

3.3.2. Вміст сухих речовин та вологи у готовому продукті . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

3.3.3. Реологічні властивості проб продуктів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55

3.3.4.Дослідження мікроструктури зразків продукту . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

3.3.5. Дослідження температури замерзання дослідних проб продуктів . . . . . . 58

3.4. Математична модель термічного оброблення згущеного молока . . . . . . . . 60

Розділ 4. Технологія молока згущеного вареного з фруктозою . . . . . . . . . . . 62

4.1. Обґрунтування раціонального способу виготовлення молока

згущеного вареного з фруктозою . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62

4.2. Технологія молока згущеного вареного з глюкозно-фруктозними

сиропами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

Розділ 5. Розрахунок очікуваного економічного ефекту. . . . . . . . . . . . . . . . . .71

Висновки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Література . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Додатки:

Додаток А . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Додаток Б . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81

Додаток В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
ВСТУП

Актуальність теми.

Згущене варене молоко є досить новим продуктом для населення України. Воно широко застосовуються у кондитерській промисловості при виробництві тортів, тістечок, печива, приготуванні кремів, цукерок; у молочній промисловості – при виготовленні морозива, глазурованих сирків, а також у домашніх умовах, безпосередньо вживається у їжу.

Але виробництво продукту має свою специфіку та проблеми.

Однією з проблем є висока вартість продукту. Якщо варку здійснювати після фасування в автоклаві, то підприємство несе додаткові енерговитрати. Якщо варку здійснювати до фасування у танку, то вартість втрат продукту перевищує вартість енерговитрат. [1] Окрім того виробництво згущених консервів за традиційною схемою вимагає великих запасів сировини, дорогого обладнання (вакуум- випарні апарати), яке займає великі виробничі площі. Для регіонів із обмеженими запасами сировини з’являються додаткові витрати на транспортування, під час якого може виникнути погіршення якості, що негативно вплине на якість згущеного молока [2]. Виникає потреба удосконалення технології згущених варених молочних продуктів.

Використання цукрозамінників у виробництві ЗМК і зміна співвідношення складових частин та заміна вуглеводних компонентів повинні забезпечувати умови тривалого зберігання продукту та стабільність показників якості.

Повна заміна цукрози на фруктозу дає можливість отримати продукт з нижчою калорійністю та меншою вартістю.

Дослідження, спрямовані на обґрунтування технології згущених варених молочних консервів з використанням цукрозамінників, зокрема глюкозно- фруктозних сиропів, є актуальною проблемою.
Мета роботи.

Метою роботи є удосконалення та обґрунтування технології згущених варених молочних консервів з глюкозно-фруктозними сиропами.

Завдання наукових досліджень.

Наукова новизна отриманих результатів.

Одержано рецптури для виготовлення згущеного вареного молока з кристалічною фруктозою та глюкозно-фруктозними сиропами.

Удосконалена технологія згущеного вареного молока з фруктозою.

Експериментально обґрунтовано доцільність використання глюкозно- фруктозних сиропів у виробництві згущеного вареного молока з фруктозою.

Підтверджено необхідність проведення теплової проби для встановлення сумісності сиропів з молочною основою.

Об'єкт та предмети досліджень.

При проведенні експериментальних досліджень у якості об’єкту виступала технологія молока згущеного вареного з фруктозою.

Предметами досліджень були:

Апробація результатів.

Робота доповідалася на 75-й конференції молодих учених, аспірантів і студентів "Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у ХХI столітті" (Київ, НУХТ, 2009). Підготовано та подано патент на корисну модель.

Структура та обсяг роботи.

Магістерська робота викладена на 97 сторінках друкованого тексту і складається із вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел з 45 найменувань та 3 додатків. Роботу ілюстровано 34 таблицями та 13 рисунками.
РОЗДІЛ 1

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.1. Сучасний асортимент згущених молочних консервів

Метод консервування молока шляхом стерилізації згущеного молока у герметичних контейнерах був розроблений на початку 1880-х років. Але ще до цього, за припущеннями – у 1850 році, метод зберігання молока шляхом додавання цукру був винайдений в Америці. Виробництво згущеного молока цими двома способами розрослося до промислових масштабів. [3]

Виготовляють згущене молоко несолодке (концентроване) та підсолоджене. Останнє має дуже широке розповсюдження в Україні. Окремо можна виділити молоко та молочні продукти згущені термічно оброблені - варені. Сучасний асортимент варених молочних консервів на сьогодні включає традиційний продукт – молоко незбиране згущене з цукром варене з масовою часткою жиру 8,5% та 5%, з різноманітними наповнювачами (горіхи, родзинки, ванілін, курага, мак, цукати, зерна соняшника); продукт молочно- рослинний з традиційним вмістом цукру та зі зниженим його вмістом; продукт рослинно- молочний з традиційним та зниженим вмістом цукру. [4]

У Національному університеті харчових технологій розроблено молоко згущене з фруктозою - продукт, який не містиь цукру, а тому рекомендований для діабетичного харчування. [5, 6]

Фруктоза дуже добре засвоюється, але, на відміну від глюкози, не має потреби у присутності інсуліну і тому рекомендується хворим на цукровий діабет у кількості 0,5-1,0 грама на 1 кг маси тіла людини. Глікемічний індекс фруктози в 4,6 разу менший, ніж у глюкози, і в 2,8 разу нижчий, ніж у сахарози. Фруктозу використовують для приготування ряду медичних препаратів і продуктів дитячого та дієтичного харчування, призначених, зокрема, і для дітей, організм яких не сприймає глюкозу та галактозу. Фруктоза безпечна при вживанні у великих кількостях, не викликає карієсу. Але є певна група людей, які страждають на спадкову незасвоюваність фруктози. Цим людям не можна вживати її в їжу. [7]

Розширити асортимент згущених молочних консервів можна шляхом додавання різноманітних добавок, що мають корисні властивості і підвищують біологічну цінність консервів. Існують пропозиції науковців з виготовлення молочних консервів з пектином, каротином, медом, лікарськими травами. Можна використати нові види барвників та ароматизаторів. [8 Переработка молока, 2005, 5]
1.2. Сировина, що застосовується при виробництві згущених варених молочних консервів

При виробництві згущених варених консервів незалежно від технології використовується, як молочна так і немолочна сировина.

1.2.1. Молочна сировина.

Молоко є основною сировиною для виробництва молочних консервів. Всі його компоненти мають суттєве значення у фізіології харчування людини, знаходяться у збалансованій легкозасвоюваній формі. Сире молоко містить білки, жири, вуглеводи, вітаміни, мінеральні речовини, ферменти, гормони. До вуглеводів молока відноситься у першу чергу лактоза. ЇЇ у молоці міститься 4,5-5%. За хімічною будовою це дисахарид, який складається із залишків глюкози та галактози і має відновлювальні властивості. [9, 10]

Таблиця 1.1

Хімічний склад молока

Показник

Молоко

незбиране

знежирене

Сухі речовини, %

12,5

8,75

Жир,%

3,8

0,05

Загальний білок, %

3,3

3,30

Молочний цукор, %

4,5

5,0

Продовження таблиці 1.1



















Зола, %

0,7

0,7

Вітамін В1, мг/кг

450,0

350,0

Вітамін В2, мг/кг

1330,0

1800,0

Фолієва кислота, мг/кг

675,0

885,0

Пантотенова кислота, мг/кг

4400,0

4400,0

Вітамін В3, мг/кг

4,4

4,4

Вітамін Н, мг/кг

38,6

38,3

Вітамін В12, мг/кг

4,0

4,0

Калорійність, 1кг, ккал

730,0

385,0


Існує кореляційний зв'язок між осмотичним тиском і пониженням температури замерзання (кріоскопія). Пониження температури замерзання на 1,85 єС обумовлює при 0 єС осмотичний тиск 2,24 Мпа. Середня температура замерзання звичайного коров'ячого молока становить близько -0,550 єС з коливаннями від -0,540 до -0,570 єС, що відповідає осмотичному тиску 0,70-0,74 Мпа. [11]

Під час промислової переробки молоко втрачає свою біологічну цінність: при нагріванні виникають втрати майже усіх вітамінів; зменшується ступінь розчинності сироваткових білків, головним чином фракції імуноглобулінів та альбумінів; при нагріванні до температур понад 100 єС спостерігається часткове руйнування лактози з утворенням молочної та мурашиної кислот. Молочний цукор також може взаємодіяти з вільними амінокислотами з утворенням лактозаміну, найбільш легко лактоза вступає у реакцію з лізином, переводячи його у важкорозщеплюваний комплекс; казеїнкальційфосфатний комплекс частково переходить у нерозчинну форму з утворенням осаду, який називають „молочним каменем”. У його склад входять білки (51-56%) та мінеральні речовини – в основному кальцій і фосфор (20-25%). [12, 13] Під час термічних дій на молоко у присутності редукуючих цукрів (що спостерігається при пряженні, згущенні, стерилізації, термічній оброці згущеного молока) протікає реакція Майяра, яка являє собою взаємодію між аміногрупою амінокислот, амінів, поліпептидів і білків та глікозидною групою цукрів. У результаті утворюються полімерні сполуки, що забарвлені у коричневий колір і мають назву меланоїдинів [14]. На перебіг цього процесу впливають температура, вологість, рН, склад взаємодіючих компонентів, присутність солей, вітамінів, летких альдегідів та інших сполук. Реакції меланоїдиноутворення протікають у слаболужному, нейтральному та слабокислому середовищах. Активність амінокислот та цукрів у реакції Майяра знижується у наступному ряду:

лізин˃гліцин˃метіонін˃аланін˃валін˃глутамін˃фенілаланін˃цистін˃ ˃тирозин

ксилоза˃арабіноза˃глюкоза˃лактоза˃мальтоза˃фруктоза [12]

Саме завдяки реакції Майяра згущене варене молоко, пряжене молоко, ряжанка мають властиві їм смак і колір.

Сухе молоко знежирене та незбиране – продукт, отриманий з нормалізованого молока у процесі висушування. Застосовується для нормалізації молочних сумішей за масовою часткою сухих речовин, а також останнім часом все ширше у виробництві рекомбінованих молочних консервів [15, 16, 17]

При його виробництві проходить часткова денатурація сироваткових білків, випадіння фосфату кальцію та виділення вільного жиру (до 2 – 19%) з жирових кульок. Проходить значне руйнування вітамінів, наприклад, вітаміну С на 20 – 60%, вітаміну В на 34%, вітаміну В від 10 до 35% [12] .

Інформаційні дані про харчову та енергетичну цінність молока незбираного та молока знежиреного сухого ( в 100 г продукту) наведені у наступних таблицях [18] :

Таблиця 1.2

Харчова та енергетична цінність молока сухого незбираного






Харчова цінність, г


Енергетична цінність, ккал


Молоко незбиране сухе


Білки


Жири


Вуглеводи

26,0

25,0

37,5

479,0


Таблиця 1.3

Харчова та енергетична цінність молока сухого знежиреного





Харчова цінність, г


Енергетична цінність, ккал


Молоко незбиране сухе


Білки


Жири


Вуглеводи

32,0

1,5

50,0

341,5


При виробництві молочних консервів з сухої молочної сировини спостерігається зниження якості, зумовлене передусім, погіршенням консистенції, що викликана некерованим ростом кристалів лактози на стадії зберігання при низьких температурах. Це зумовлене не лише збільшенням ступеня пересичення при зниженні температури, але і пов'язано з якісним та кількісним складом використовуваних компонентів молочного та немолочного походження.

Зазвичай сухе молоко для виробництва молочних консервів обирають з урахуванням складу, фізичних, хімічних та мікробіологічних характеристик. У випадку спеціального використання основою вибору служать такі показники, як термостабільність, здатність зв'язувати воду, впливати на в'язкість і т. ін. Однак при виборі інгредієнтів для виробництва згущених молочних консервів звичайно не враховують їхній вплив на кристалізацію лактози і, як наслідок, на консистенцію продукту. Так, наприклад, компоненти сухого молока і насамперед білок, зазнаючи суттєвих структурних змін при високотемпературній обробці, можуть непередбачувано змінювати розчинність лактози і впливати на утворення та ріст кристалів. Проведені російськими вченими дослідження показали, що казеїн знижує стійкість пересичених розчинів лактози і таким чином інтенсифікує процес кристалоутворення. [15]

Досвід зарубіжних вчених показує, що зазвичай найкращі результати з рекомбінування отримували, якщо сухе знежирене молоко має масову частку вологи не більше 4 %, жиру – менше 1,25%, індекс розчинності – не менше 0,2 мл. Однак на якість сухого знежиреного молока можуть впливати умови зберігання, що у свою чергу впливає на виробництво рекомбінованих продуктів. [2]

У багатьох випадках використовують суху пахту з-під солодковершкового масла для покращення смаку та консистенції рекомбінованих молочних продуктів. Вносять її у кількості до 15%.від маси компонентів. [19]

Молочний цукор. Використовується у процесі охолодженя згущеного молока у якості затравки. Вноситься для створення центрів кристалізіції лактози для попередження утворення занадто великих кристалів і, як наслідок, виникнення вад консиситенції. Внесення молочного цукру обумовлено тим, що під час виробництва молочних консервів утворюються його пересичені розчини і для створення необхідних органолептичних властивостей необхідно конторолювати процес кристалізації [16, 17, 20, 21] .

Практично відомі 3 ізомерних форми локтози: ?- гідратна, ?- ангідридна, ?- ангідридна. Звичайний товарний молочний цукор є ?- гідратом. Властивості ?- та ?- форми різні. ?- ангідрид є більш солодким, має більшу розчинність і тому був би більш бажаним у молочній промисловості. [22, 23, 24]

Лактоза має велику здатність до адсорбції забарвлюючих речовин та ароматичних сполук, що робить її ідеальним носієм ароматизаторів та барвників для харчових продуктів.

Молочний цукор має властивість вступати у реакцію меланоїдиноутворення, що має значення для формування смаку, зовнішнього вигляду варених молочних консервів та деяких видів печива та карамелі.

Лактоза має емульгуючі властивості, але погану розчинність, тому використання її в цій області обмежується хлібобулочними виробами. З іншого боку низька розчинність використовується для збільшення сухих речовин з метою оптимізації консистенції і структури.

Молочний цукор використовується як агент проти комкування та диспергуючий агент у виробництві сухих продуктів.

Лактоза практично повністю засвоюється організмом людини, її енергетична цінність може бути порівняна з енергетичною цінністю цукрози. Через повільне засвоєння лактоза не викликає зростання цукру у крові. Тому її можна використовувати у продуктах діабетичного призначення.

Молочний цукор –лактоза – міститься тільки в молоці і молочних продуктах. При наявності лактози розвиваються молочнокислі бактерії, які пригнічують ріст інших мікроорганізмів у кишечнику.

Основні фізичні характеристики кристалічної лактози порівняно з іншими цукрами наведені у наступній таблиці:

Таблиця 1.4

Фізичні характеристики лактози порівняно з іншими цукрами

Показник

Лактоза

Цукроза

Глюкоза

Фруктоза

Молекулярна маса

360,30

342,30

198,20

180,20

Густина, кг/м3

1,53

1,59

1,54

1,67

Точка плавленя, єС

202-252

160-186

80-88

95-103

Розчинність, г/100 г води

22

210

103

405

Водопоглинання

1,38

18,35

47,14

73,39




Продовження таблиці 1.4
















при 100%-й вологості, %













Солодкість, ум. од.

15-38

100

58-100

120-150


Всмоктуваність лактози порівняно з іншими цукрами та цукрозамінниками надана у таблиці 1.5

Таблиця 1.5

Всмоктуваність лактози порівняно з іншими вуглеводами

Вуглевод

Всмоктуваність, мг протягом хв

15

30

60

Глюкоза

45

67

114

Галактоза

35

79

97

Фруктоза

17

44

90

Мальтоза

46

72

87

Цукроза

35

50

78

Лактоза

14

29

42

Ксиліт

6

8

15

Сорбіт

5

7

12


Отримали широке застосування похідні лактози: лактулоза та лактитол [24] .
1.2.2. Немолочна сировина та добавки.

Цукор. При виробництві молочних консервів цукроза використовується як консервувальна речовина. Відомо, що для досягнення консервувального ефекту при використанні такого принципу консервування, як осмоанабіоз, необхідно забезпечити осмотичний тиск 16-18 МПа. Для забезпечення цієї умови цукроза повинна бути присутня у продукті у кількості, не менше як 43,5%.

Цукор вноситься у вигляді сиропу. При чому температура його не повинна перевищувати 80єС для запобігання карамелізації (утворюються забарвлені речовини, підвищується кількість редукуючих речовин) [16, 17, 20,21] .

Фруктоза довгий час була доволі рідкісною солодкою речовиною, яку застосовували лише у фармакології у лікарських препаратах для хворих на цукровий діабет. Але останнім часом вона все частіше застосовується як звичайна сировина у промисловості. Цей моносахарид є природною речовиною і має велику кількість позитивних властивостей, які можна використовувати при виробництві багатьох продуктів, має багато унікальних переваг, які використовуються технологами для оптимізації складу продуктів [7, 25] :


Таблиця 1.6

Показники якості фруктози [25]

Найменування показника

Норма

Зовнішній вигляд

Кристалічний порошок білого кольору

Питоме обертання, град, у межах

(-91) – (-93)

Масова частка нерозчинних у воді речовин, %, не більше,

0,05




Продовження таблиці 1.6

Масова частка залишку після прокалювання (у вигляді сульфатів),

%, не більше

0,15

Масова частка води, %, не більше

0,2


Сиропи глюкозно-фруктозні. Розроблені технології [26] з використанням глюкозних сиропів. Глюкозні сиропи є групою продуктів, які виробляються з крохмалю шляхом послідовного розщеплювання останнього за допомогою різних ферментів до бажаного вуглеводного складу і декстрозного еквівалента (ДЕ) (таблиця. 1.8). Саме ступінь розкладання або % вмісту вуглеводів у суміші з різним ступенем полімеризації моно- (глюкоза, фруктоза), ди- (мальтоза), три- (мальтотриоза), чотири і більш (вищі цукри) впливає на функціональні властивості сиропів, а відповідно, на органолептичні і физико-хімічні властивості кінцевих продуктів. Ціну сиропу можна порівняти з ціною цукру і отримати ефект за рахунок скорочення внутрішньоцехових витрат (легкість в обробці) і набуття продуктом додаткових якостей. Як показала практика роботи консервних заводів Росії у 2006 році, до 100% цукру можна замінювати на ГФС-30.

При використанні глюкозно-фруктозного сиропу його задають у вакуум-апарати в кінці згущення, оскільки сироп має той же вміст СР, що і готовий продукт — в межах 73%, а час початку підкачки сиропу розраховують так, щоб його було досить для ефективного перемішування ГФС і гомогенізованої молочної суміші до отримання однорідної маси.

Таблиця 1.7.

Рецептура на молоко згущене з використанням ГФС-30

Кількість %


Інгредієнти


9,0

Зневоднений молочний жир


22,90

Знежирене сухе молоко


59,6

Глюкозно-фруктозний сироп (ГФС-30), 73% СВ

0,2

Емульгатор + Стабілізатор


До оптим.

Ароматизатор

Продовження таблиці 1.7

8,3

Вода


100

Разом

Емульгатор + Стабілізатор


Моно- і дигліцериди жирних кислот (Е 471 ), альгінат натрію (Е401),каррагинан(Е407), гуарова камедь (Е 41 2)



Використання ГФС-30 має незаперечні переваги, одна з основних — це виняткова чистота продукту і фактична стерильність, що отримується завдяки фільтрації сиропу через мікробіологічні фільтри з величиною пір 0,45 мкм. На відміну від ГФС, цукровий сироп проходить обов'язкову стадію очищення і підігріву до 100°С, і все це веде до додаткових витрат при виробництві згущених молочних консервів.
Таблиця 1.8.

Якісні характеристики глюкозних сиропів

Параметри

ГФС-10

ГФС-30

ГФС-42

Глюкоза

Декстрозний

еквівалент (ДЕ)

60-70

80-90

94-98

100

Фруктоза


8-12

28-32

40-44




Глюкоза


22-26

35-45

50-54

100

Мальтоза


37-45

17-23

3

-

Мальтотріоза


6-10

5

2




Вищі цукри (4+)


10-15

5

1

-

Профіль солод- кості % (Сахаро-за -100%)

61

86

98

70


Іншою особливістю ГФС-30 є присутність в його складі близько 20% дисахарида мальтози, що позитивно впливає на кристалізацію лактози. Проявляючи функції антикристалізатора, мальтоза контролює зростання кристалів лактози, тим самим, перешкоджаючи утворенню у продукті такої вади, як піщанистість, коли розміри кристалів перевищують 10 мкм.

При виробництві згущених молочних консервів за удосконаленою технологією використовується фермент ?- галактозидаза (лактаза), що дозволяє знизити час згущення та підвищити стійкість консервів під час зберігання[27] . Найбільш перспективним є використання ?- галатозидази мікробіологічного походження. Вона не має смаку, запаху, не змінює колір молока. Російські вчені досліджували вплив температури та реакції середовища на активність препаратів „Максилат-2000” та „Максилат-5000” по відношенню до модельних субстратів ортонітрофенілгалактозидів (о-НФГ) та паранітрофенілгалактозидів (п-НФГ) та у знежиреному молоці. У ході досліджень було встановлено, що активність препаратів у нейтральному середовищі у сотні –десятки разів вища, ніж у слабокислому. Крім того, при підвищенні температури активність препарату падає. За даними досліджень встановлено, що гідроліз доцільно проводити при рН 6,5 – 6,6 та температурі не вище 40 єС у субстратах. Але для молока така температура не є прийнятною, оскільки наростає кислотність. Тому була проведена серія експеримертів при температурі 6 єС, що гарантує збереженість молока. Оптимальним був обраний варіант, коли гідроліз проводився при температурі 4 – 6 єС, рН 6,5 – 6,6, а доза внесення препарату „Максилат – 2000” становила 1мл на 1 л молока. Даний препарат був обраний, як найдоцільніший, враховуючи високу вартість даного фермента. Тривалість гідролізу становила 15 год. [27]

Вода. Споживчі властивості молочних консервів і, зокрема, такий важливий показник, як підвищена здатність до зберігання, значною мірою визначаються складом та вмістом вологи, її формами та енергією зв’язку.

Роль води у молочноконсервному виробництві треба розглядати у двох аспектах:

У зв’зку з тим, що спостерігається тенденція до збільшення виробництва рекомбінованих молочних консервів (РМК) з сухої молочної сировини, часто з компонентами немолочної природи, вивчення води у якості розчинника становить найбільш важливе, першочергове значення.

У виробництві РМК якість води відіграє важливу роль, визначаючи у подальшому органолептичні, фізико- хімічні та мікробіологічні показники консервів. Так, вода справляє вплив на такі важливі властивості продукту, як термостабільність, утворення осаду, в’язкість і загустіння у процесі виробництва та зберігання, смак, запах і т. ін. На думку фахівців ФАО/ВОЗ питна вода, яка використовується у різноманітних галузях харчової промисловості, повинна розглядатись як окремий самостійний продукт і проходити санітарний контроль разом з харчовими продуктами.

У виробництві РМК, окрім того, що вода, яка використовується для розчинення і нормалізації, повинна повністю відповідати вимогам до питної води, особливе значення має спеціальна регламентація її мінералізації, прозорості, мікроелементного складу, що обумовлено особливостями використовуваних технологій і вимогами до споживчих якостей продукту.

Вміст розчинних солей кальцію і магнію – показник, який обумовлює одну з найважливіших якісних і технологічних властивостей води – її жорсткість - доцільно враховувати при відновленні сухої молочної сировини, а також при оцінці мінерального складу відновлених молочних продуктів. Від цього показника напряму залежить якість кінцевого продукту. При його великих значеннях знижується швидкість процесу розчинення сухих молочних продуктів, знижується стійкість білкової фази у відновленому молоці з підвищенням ризику передчасної коагуляції і, як наслідок, знижується термостійкість відновлених продуктів. Попередити ці процеси можна шляхом пом’якшення води. При цьому недостатній вміст мінеральних речовин у ній є не меншим недоліком. При малому вмісті мінеральних речовин смак води погіршується, якість продукції знижується.

Зрозуміло, що присутність у воді різноманітніх сторонніх запахів, смаків домішків у кількостях, що перевищують допустимі, буде однозначно знижувати споживчі властивості продуктів, надаючи їм небажаних якостей.

Склад і вміст мікрофлори є одними з основних показників якості води. Її надлишкова бактеріальна обсеміненість у кращому випадку дає додаткові енергетичні витрати, напевно незадовільну якість продукції, а у гіршому можливі різноманітні захворювання у споживача даної продукції. До речі, основний ризик випуску інфікованої продукції на молочних підприємствах фахівці пов’язують з можливістю використання у різноманітних технологічних процесах неякісної води.

При розгляданні води як складової частини молочних продуктів доцільно зупинитися на найбільш значущій характеристиці стану вологи у молочних консервах – активності води. У багатьох розвинутих країнах цей показник обов’зково враховується. Прийнято вважати, що активність дистильованої води дорівнює 1, а абсолютно зневодненої речовини – 0. Цей показник являє собою ту частину води, яка не зв’язана розчиненими у ній речовинами. Активність води є основним фактором, що регулює взаємовідносини мікроорганізмів з водою, зокрема впливає на здатність до розмноження та їхній обмін речовин. На сьогодні відомо, що більшість мікроорганізмів мають потребу у високих показниках активності води (не нижче 0,90 – 0,94 – це є оптимум для багатьох мікробів, відхилення спричиняють пригнічення їхньої діяльності, але не обов’язково загибель), але плісняві гриби та дріжджі розвиваються при активності води 0,80 і нижче. Проте слід зазначити, що на практиці ріст мікроорганізмів при порогових значеннях активності води зустрічається дуже рідко, оскільки інші параметри, пов’язані з цим показником, знаходяться не на оптимальному рівні. До цих параметрів можна віднести рН середовища та температуру.

Активність води справляє вплив на фізико- хімічні показники, що обумовлюють стійкість харчових продуктів у процесі зберігання. Так, починаючи від показника, що дорівнює 1, зменшення уповільнює всі типи хімічних реакцій псування до тих пір, поки на певному рівні всі реакції практично не зупиняються, окрім реакцій хімічного окислення ліпідів, для яких сприятливим є і подальше зниження показника активності. Цього зниження можна досягти шляхом додавання добавок, дозволених законодавством, наприклад, цукрів, молочного білку та ін. [28].

Сорбінова кислота. Це активна сполука, яка являє собою монокарбонову кислоту з двома подвійними зв’язками. За своїми біохімічними властивостями вона близька до капронової та масляної жирних кислот. Сорбінову кислоту застосовують для запобігання розвитку плісняви [29, 30]. Механізм її дії полягає у тому, що вона пригнічує активність дегідрогенази, порушуючи тим самим нормальний обмін речовин та уповільнюючи ріст мікроорганізмів [31].
1.3. Огляд існуючих технологій виробництва молока згущеного вареного

Традиційно молоко згущене варене виробляють наступними способами:

Процес виробництва вареного згущеного молока включає наступні операції:

Однією з основних проблем виробництва такого продукту є нерегульований процес кристалізації лактози. Хаотичний ріст її кристалів призводить до утворення кристалів, що лінійним розміром більші за 15 мкм, що негативно відображується на структурі та органолептичних властивостях продукту. Вміст лактози в одній частині вареного згущеного молока складає 26- 30 %, з них близько 26 % при 20єС знаходиться у розчиненому стані, інші 10-14% - у кристалічному. При охолодженні продукту через пересиченість розчину цукрами частина лактози переходить з розчиненого стану у кристали. У традиційній технології ріст кристалів лактози регулюють шляхом внесення затравки – дрібнокристалічної лактози – у момент масової кристалізації. Проблема у тому, що при температурі масової кристалізації продукт має високу в’язкість, що робить надзвичайно важким процес рівномірного розподілення затравки у масі продукту і регулювання процесів масо- і теплообміну.

Інша проблема – тривалість прцесу теплової обробки згущеного молока для отримання необхідного кольору і смаку, характерних для вареного згущеного молока з цукром. Формування цих показників проходить під впливом реакції Майяра. Цей процес навіть при високих температурах протікає відносно повільно. Для того, щоб досягти потрібних кольору та смаку вареного згущеного молока, при температурі варки близько 100єС необхідно 5 годин.

Рішенням цих проблем може бути гідроліз лактози. Швидкість реакції Майяра безпосередньо залежить від кількості редукуючих цукрів, і як наслідок, від ступеня гідроліза лактози, бо у результаті розпаду молочного цукру утворюються моноцукри, які набагото активніше вступають у реакцію меланоїдиноутворення, тобто процес пришвидшується у декілька разів.

У процесі гідролізу лактози утворюються 2 моноцукри: глюкоза та галактоза, які мають значно більшу розчинність, ніж лактоза. Таким чином вирішується і проблема нерегульованої кристалізації. [33] Існують розробки російських вчених по виробництву молока згущеного вареного з використанням препарату ферменту ?- галактозидази, що гідролізує лактозу до моноцукрів. Цим можна підвищити термін зберігання згущених молочних консервів до 2 років за рахунок того, що моноцукри забезпечують більший консервувальний ефект, ніж цукроза. [6] Російськими спеціалістами А.Н. Петровим та А.Г. Галстяном, а також Девідом Строо, директором по розвитку данської фірми „Кр. Хансен”, був досліджений препарат лактази HaLactase- 2100 для застосування у виробництві згущеного вареного молока. [33] Усі технологічні виробництва можна звести до двох схем, які відрізняються наявністю або відсутністю процесу згущення. У першому випадку перапарат вносять у нормалізовану пастеризовану охолоджену суміш і залишають на 10 – 15 год. У другому випадку препарат вносять одночасно з відновленням сухих компонентів, гідроліз проводять при тих же режимах, але на практиці часто використовують прискорений варіант (за рахунок підвищення температури): при температурі 45 єС протягом 2,5 – 4 год.

Перевагами використання лактази є:

При виробництві згущеного вареного молока можна також використати патоку [4] - продукт неповного гідролізу крохмалю, основні сухі речовини якого складають декстрини, мальтоза та глюкоза. З літературних джерел відомо, що для попередження кристалізації цукру та покращення органолептичних властивостей у карамелі та ірисі у кондитерській промисловості викоритсовують патоку. Патока, яка застосовується у кондитерській промисловості, містить 78 – 80% сухихих речовин, 38 – 42% яких складають редукуючі цукри. Російськими вченими досліджувався вплив патоки та ферменту ?- галактозидази на якість молока згущеного вареного у процесі зберігання. У контрольному зразку вже у перші 2 міс зберігання розмір кристалів досяг 14,4 мкм і відмічалась вада борошнистість, у наступні 4 міс. зберігання середній розмір кристалів лактози збільшився до 15,7 мкм і у продукті відмічалась вада піщанистість. Був також досліджений зразок з додаванням 10% патоки, який показав значно кращі результати. Але оптимальним виявився зразок з використанням ферменту лактази та 4% патоки. Протягом 6 міс у ньому середній розмір кристалів лактози не перевищував 10 мкм. Усі зразки зберігались при температурі не вище 10 єС.

В умовах дефіциту незбираного молока, а також враховуючи те, що молоко швидко псується, підприємства вимушені відшукувати нові види сировини. Виходом з даної ситуації може бути виробництво варених згущених консервів з відновленого молока. Така технологія розроблена у Санкт –Петербурзькому державному університеті низькотемпературних та харчових технологій на кафедрі технології молока та молочних продуктів. Такий продукт не поступається за якісними показниками згущеному молоку, виготовленому за традиційною схемою. Перевагою нової технології є можливість організації виробництва молочних консервів у будь-яких регіонах незалежно від забезпеченості сировиною (незбираним молоком), бо сухе молоко характеризується великим терміном зберігання та зручністю транспортування. Встановлено, що продукт, виготовлений з відновленого молока, має невисоку в’язкість. Тому проведені російськими вченими дослідження свідчать про доцільність використання стабілізаторів. Висновок про в’язкість робили за часом витікання 50 мл продукту, нагрітого до температури 55 єС, через отвір діаметром 2 мм. Найкраще показали себе стабілізатори „ Палсгаард 0093” у кількості 1,5% та агар-агар у кількості 0,10 – 0,15%.

Якщо у базовому згущеному молоці використано молоко не кращої якості, то при подальшому варінні такого продукту може відбутися розшарування, утворитися нерівномірність маси, недостатня в’язкість і відсутність блиску. У такому випадку також можна застосувати стабілізатори і цим вирішити проблему. [34]

При виробництві вареного згущеного молока можна застосувати метод змішування компонентів. Розробки у цьому напрямку активно ведуться в Росії. Слід зазначити, що такий продукт не є згущеним вареним вареним молоком, а лише його аналогом.

Основними перевагами методу є:

Але є певні труднощі. При розробці аналога вареного згущеного молока необхідно відтворити не лише смако- ароматичні, а й структурно- механічні влатсивості традиційного продукту. Складність при підборі смакоароматичних компонентів обумовлена різноманітністю продуктів реакцій, що утворюються у процесі варки. Певні складнощі є також у відтворенні стуктурно- механічних властивостей. Вдалим рішенням у цьому напрямку можна вважати створення фукціональної суміші „Промікс 8”, з використанням якої можна замінити 80% молочної сировини. Суміш добре розчиняється у воді при кімнатній температурі, її не треба витримувати для набухання компонентів, що дозволяє скоротити технологічний процес. Суміш має високу вологозв’язуючу та емульгуючу здатність, містить низку цінних харчових та біологічно активних речовин, серед яких ізофлавони, розчинні і нерозчинні харчові волокна, калій, хром, мідь, марганець, магній та інші.

У Росії була підготована та знаходиться на розгляді технічна документація на виробництво молока згущеного вареного методом змішування компонентів з використанням сухої функціональної суміші „Промікс 8”. [1]
Висновки за розділом

На основі проведеного огляду літератури було встановлено, що на сьогодні найбільш прогресивним та економічно вигідним є виробництво РМК, а вуглеводну складову доцільно замінити на промислові глюкозно-фруктозні сиропи.

Були поставлені основні задачі, вирішення яких забезпечить досягенння кінцевої мети – наукового обґрунтування удосконалення технології вареного згущеного молока з фруктозою шляхом виготовлення його методом змішування компонентів.

РОЗДІЛ 2

ОРГАНІЗАЦІЯ ТА МЕТОДОЛОГІЯ ДОСЛІДЖЕНЬ
  1   2   3   4   5


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации