Наука

Разработка безотходной технологии производства молочной продукции

Г.Н. Жакупова, Г.А. Нурбекова, А.Т. Сагандык
Казахский агротехнический университет имени С. Сейфуллина, г. Нур-Султан
Приведены результаты экспериментальных исследований по разработке технологии производства десерта и напитка на основе сыворотки с применением плодово-ягодного сырья Северного Казахстана, а именно ягод ирги, черноплодной смородины и облепихи. Данные ягоды богаты витаминами, углеводами и минеральными веществами, которые позволяют обогатить готовый продукт. Для выбора оптимальной рецептуры рассматривались несколько вариантов комбинирования сыворотки и ягод. В напиток также был добавлен экстракт розмарина, с целью повышения потребительской привлекательности. В десерт был добавлен желатин, высушенные измельченные жмыхи ягод, с целью разработки безотходного производства, а также была добавлена цветочная пыльца. В полученных образцах проведен анализ физико-химических показателей и органолептическая оценка готовой продукции.
15.04.2021

В последние десятилетия растет интерес к разработке продуктов с низким содержанием жира или обезжиренных. Люди мотивированы потреблять обезжиренные молочные продукты, чтобы обеспечить общее хорошее здоровье и снизить риск некоторых типов заболеваний, такихкак ожирение, гипертония, инсульт и ишемическая болезнь сердца [1]. Составление этих пищевых продуктов представляет собой большую проблему для пищевой промышленности, поскольку жир обладает множеством свойств, которые влияют на текстуру, внешний вид, вкуси аромат пищи. Текстура является важным параметром в готовых пищевых продуктах, содержащих структурирующие агенты, такие как белки и полисахариды [2].Особое место в рационе человека занимают продукты, в том числе на основе молочной сыворотки и плодово-ягодного сырья являющихся источниками целого ряда полезных веществ витаминов, микроэлементов, белков, углеводов и т.д.[3]. Осуществление комплексной переработки молочной сыворотки по ресурсосберегающим технологиям с использованием местного растительного сырья дает возможность в максимальной мере скорректировать состав и свойства готовых продуктов, производить с требуемым уровнем пищевой ценности, регулировать функциональные свойства и снизить их себестоимость [4].Сыворотка, вторичное молочное сырье, является побочным продуктом производства творога. 

В процессе производства творога основные компоненты молока, включая более 90% лактозы и глобулярных белков и около 75% минералов, переносятся в сыворотку. В пересчете на сухое вещество сыворотка состоит из 85% лактозы, около 4,1% азотистых веществ (включая белки), различных количеств молочного жира и 9,6% минералов. Таким образом, сыворотка является питательным продуктом и не должна быть потрачена впустую в любой форме [5].Поскольку молочная сыворотка содержит биологически активные белки, их включение в такие продукты, как молочные десерты, приведет к более высокому содержанию белка. В последние годы сыворотка стала все больше использоватьсяв пищевых рецептурах, таких как плавленый сыр, белковые батончики, макаронные изделия, десерты и мясные продукты, такие как колбасы [6].Актуальность работы заключается в создании обогащенных молочных продуктов с биологически активными веществами, содержащимися в растительном сырье.

Данная работа требует более детального изучения состава и свойств сырья и обосновать влияние растительных компонентов на химический состав и биологическую ценность готовых продуктов. Дикорастущее сырье Северного Казахстана представляют ценность, благодаря специфичному сочетанию биологически и фармацевтически активных компонентов. Такие вещества трудно создать искусственно, они хорошо переносятся человеческим организмом, обладают лечебным и профилактическим действием. В связи с этим целью предлагаемого исследования является разработка технологии мусс-десерта и напитка на основе творожной сыворотки с применением плодово-ягодного сырья Северного Казахстана.

В плодах ирги до 12% сахаров (в основании глюкоза и фруктоза), 12-40 мг% витамина С, 0,2-1мг % витамина А (каротина), до 12 мг% витамина В, до 0,8% дубильных и вяжущих веществ и 1,5-3% пектиновых веществ [7].Плоды черноплодной рябины содержат около 10% сахаров (глюкозу, фруктозу, сахарозу), до 1,3% кислот (преобладает яблочная), почти 1% пектиновых и 0,5-0,6% дубильных веществ, антоцианы, флавоноиды, обладающие Р –витаминной активностью, соли молибдена, марганца, меди, бора. В плодах много витаминов: С, В1, В2, Е, РР, провитамина А. По содержанию витамина Р черноплодная рябина занимает одно из первых мест среди плодовых растений Казахстана. Витамин С в ней больше, чем в шиповнике. По содержанию витамина С облепиха стоит на третьем месте после шиповника и актинидии и содержит от 100 до 700 мг %. Одним из важных жирорастворимых витаминов являются каротины и каротиноиды (провитамин А) и др. Содержание их в сырых плодах доходит до 40 мг %. По содержанию витамина Е (сумма токоферолов) облепиха не имеет себе равных среди плодово-ягодных культур и содержит от 8 до 18 мг %, что в 2-3 раза выше, чем у миндаля или лещины [8].

Стевия - травянистое растение, широко применяющиеся в лечении сахарного диабета. Стевиозид в ее составе в 120 раз слаще сахара, ребаудиозид в 320 раз. Также в ее составе имеется хлорогеновая кислота, является ингибитором при расщеплении глюкозы, в ходе чего снижается количество сахара в крови.В розмарине очень высокое содержание кальция и железа. 100 грамм розмарина покрывает суточную потребность организма в кальции на 130%, в железе –на 160%. Содержание марганца равно суточной потребности организма человека в этом минерале [9].Известно, что цветочная пыльца содержит в себе редкие биологически активные вещества, входящие в состав полупроницаемых мембран клеток человеческого организма, они довольно избирательно регулируют поступление ионов, в то же время принимают активное участие в обмене веществ [8].

Основным наиболее важным фактором для потребителя является внешний вид продукта. Для улучшения структуры продукта, придания ей желеобразной формы применяют натуральные или синтетические структур образователи. Главными пунктами при выборе структурообразователя является их высокая эффективность действия и безвредность. В исследовании были использованы натуральные структуробразователи растительного и животного происхождения: желатин. Желатин это натуральный гелеобразователь желтоватый или бесцветный белок животного происхождения, производится посредством денатурации коллагена –основная соединительная ткань животных [10].Таким образом, вовлечение в пищевой оборот местного растительного сырья, в частности, плодов ирги, рябины и облепихи будет способствовать не только рациональному использованию природно-сырьевых ресурсов, но и наиболее полному удовлетворению потребностей населения в разнообразных и высококачественных продуктах питания.

Для характеристики творожной сыворотки, как сырья, применялся описательный метод, основанный на определении органолептических показателей. Также наряду с этим были использованы общепринятые методики для определения физико-химических показателей. Для подбора вкусовых компонентов, наиболее лучших по пищевой ценности и приемлемых по цене, был применен метод выбора компонентов в зависимости от их наличия и степени распространенности в рассматриваемой территорий, а также состава и свойства. С помощью данного метода были выбраны широко распространенные в рассматриваемой территории вкусовые компоненты со сравнительно высокой пищевой ценностью.

В работе использовались следующие методы:-органолептические показатели сыворотки ГОСТ 34352-2017;-органолептические показатели напитка на основе молочной сыворотки ГОСТ 33957-2016;-органолептические показатели десертов на основе сыворотки ГОСТ 32256-2013;-потенциометрический метод определение кислотности ГОСТ 3624-92;-потенциометрический метод определение концентрации титруемых кислот в соках ГОСТ 32114-2013;-метод определение активной кислотности рН ГОСТ 32892-2014;-рефрактометрический метод определения массовой концентрации сахаров в соках ГОСТ27198-87;-рефрактометрический метод определения массовой концентрации сахаров растворимых сухих веществ ГОСТ ISO 2173-2013.Исследование сырья и готовой продукции было проведено в лаборатории кафедры технологии пищевых и перерабатывающих производств, технического факультета Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина (Нур-Султан, Казахстан).

В ходе исследований были определены органолептические характеристики и физико-химические показатели готовой творожной сыворотки, результаты которых приведены в таблицах 1 и 2.Данные анализов показывают, что сыворотка, произведенный в лаборатории КазАТУ им. С.Сейфуллина соответствует требованиям ГОСТ 34352-2017.


Снимок экрана 2021-04-15 182934.png

Снимок экрана 2021-04-15 183043.png


Следующим этапом было исследование технологии приготовления сывороточного напитка с соком ирги, черноплодной рябины и экстрактом розмарина, а также твороженного изделия с сухими измельченными выжимками ягод облепихи, ирги, рябины и цветочной пыльцой, сухой измельченной стевии. Сок ирги и рябины получили посредством измельчения и отжатия ягод в соковыжималке, после чего его пастеризовали при температуре 80°C в течение20 минут. Экстракт розмарина был получен в соотношении 1,4 гр розмарина и 250 мл кипяченой воды с выдержкой 40 минут по инструкции. Выжимки ягод сушились при оптимальной температуре для сушки жмыха t = 60-70oC в течение 6 часов (ирга и рябина) до остаточной влажности 31% и 8 часов (облепиха) до остаточной влажности 28%. Высушенные выжимки ягод измельчили до получения частиц размером 0,4-0,5 мм, просеили. Затем расчетное количество сока и экстракта вносилось в творожную сыворотку и в сухом виде облепиха, ирга, рябина, стевии и цветочная пыльца в творожный десерт.

В готовом продукте исследовали влияние растительного компонента на изменение органолептических и физико-химических показателей. Результаты исследований приведены на таблицах 3 и 4.На основании теоретических и экспериментальных исследований были разработаны оптимальные способы повышения витаминного состава в продуктах, таких как десерт и напиток на основе сыворотки, позволяющий повысить его биологическую ценность.

Снимок экрана 2021-04-15 183234.png

Снимок экрана 2021-04-15 183342.png

Экспериментальные исследования показывают, что биологическую ценность продукта за счет включения в структуру творожной сыворотки биологически активного компонента, такого как сок ирги, рябины и экстракта розмарина в напиток, а также выжимок облепихи, ирги, рябины, цветочной пыльцы и стевии в десерт на основе сыворотки является целесообразным и требует более глубоких анализов.

Список использованных источников

1.Шендеров,Б.А. Медицинская и микробная экология и функциональное питание / Б.А. Шендеров. –М.: Гранть, 2001. –16 с.

2.Effect of whey protein concentrate on texture of fat-free desserts: sensory and instrumental measurements / M.C. Vidigal, A.F. Ramos, E.B. Ceresino, L.A. Minim // Food Science and Technology. –2012. –No2. –32p.

3.Лемехова, А.А. Разработка кисломолочного продукта с пищевыми волокнами / А.А. Лемехова, Л.А. Силантьева // Материалы 62-й студ. науч.-технич. конф. –СПб.: ГУНиПТ. –2009. –Ч. 1. –С. 18–19.

4.Банникова, А.В. Новые технологические решения по созданию йогуртов с пищевыми волокнами / А.В. Банникова // Техника и технология пищевых производств. –2014. –No 3. –С. 5–9.

5.Saron,C. Use of bovine whey permeate and lactulose as potencial enhancers of the mrs and modified mrs media for the cultivation of species of probiotic bacteria / C. Saron, A.L.S. Lerayer, V.C.Sgarbieri // Brazilian Journal of Food Technology. –2007. –No10. –35 p.

6.Pandiyan,C. Incorporation of whey protein concentrates in ice cream / C. Pandiyan, G.Kumaresan, V. Annal, G. Rajarajan // International Journal of Chemical Sciences. –2010. –No8.–563 p.

7.Ручьева,О.И. Целебные ягоды/ О.И. Ручьева. -М., 2007. –36 с.

8.«Живая» пища и зерновой хлеб спасут население планеты/ Х.Х. Хасиев, К.С. Кулажанов, А.В. Витавская, Д.Ж. Абдели. –Алматы. –2012. –416с.

9.Люсьенн,А.Р. Запаховые сигналы и пространство празднества в Евразии / А.Р. Люсьенн // Ароматы и запахи в культуре -М: Новое лит. Обозрение. -2003. -С. 174-175.

10.Донченко, Л.В. Безопасность пищевой продукции. В 2 ч. Часть 2: учебник для академического бакалавриата / Л.В. Донченко, В.Д. Надыкта. -3-е изд., испр. и доп.–М.: Издательство Юрайт, 2019. –161 с.




Источник: Технологии и продукты здорового питания: сборник статей Национальной конференции с международным участием. 2021. С. 206-211.

Продам