CC BY
25
УДК 637.345
Разработка концентрированого молочного продукта с комбинированным
углеводным составом
Гнездилова Анна Ивановна, доктор технических наук, профессор кафедры технологического оборудования
e-mail:gnezdilova.anna@mail.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Глушкова Анастасия Сергеевна, студентка технологического факультета
e-mail:kukushkina_18@mail.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Аннотация: В работе исследовано влияние стевиозида и патоки крахмальной на органолептические показатели качества концентрированного молочного продукта. Для этого был спланирован двухфакторный двухуровневый эксперимент и проведены выработки продукта. Установлено, что наилучшими органо-лептическими показателями обладает образец, в котором массовая доля замены сахара патокой крахмальной составила 40 % , а доля добавки стевиозида - 6 %.
Ключевые слова: молочный, концентрированный, патока крахмальная, сте-виозид.
Актуальность. В настоящее время существуют различные тенденции по разнообразию рецептурного состава молочных продуктов, в том числе концентрированных молочных продуктов (КМП) с сахаром. Основным недостатком концентрированных молочных продуктов является повышенное содержание в них сахара, которое составляет 43,5-46%. Поэтому одной из тенденций совершенствования производства КМП является снижение в этих продуктах сахарозы путем ее замены на различные сахарозаменители [1-4]. Альтернативная замена традиционного консерванта позволяет придать продуктам профилактические качества, расширить ассортимент продуктов и повысить их конкурентоспособность. Так, например, в качестве сахарозаменителя известно использование солодового экстракта [5, 6] или патоки крахмальной [7-9]. Однако патока крахмальная обладает более низкой сладостью, так как в ней содержится в основном глюкоза, коэффициент сладости которой составляет 0,6 [10]. Для восполнения привычной сладости предлагается введение в продукт натурального сахарозаменителя - стевиозида [11].
При формировании качества проектируемых консервированных молочных продуктов они должны удовлетворять органолептическим показателям согласно [12-14].
Целью работы является исследование влияния стевиозида и патоки крахмальной на органолептические показатели качества концентрированного молочного продукта.
Объектом исследований явился концентрированный молочный продукт, выработанный с частичной долей замены сахара патокой крахмальной и с добавкой стевиозида.
Для обоснования концентраций вводимых в продукт сахарозаменителей был спланирован двухфакторный двухуровневый эксперимент, в котором входными параметрами были выбраны концентрация патоки - (Х1) и концентрация добавки стевиозида - (Х2), а в качестве выходного параметра (отклика) - органолептические показатели (У). В качестве источника стевиозида была использована добавка со сладостью 4 ед.
В таблице 1 приведены значения верхнего и нижнего уровней параметров (факторов) и интервал варьирования.
Таблица 1. Значения уровней и интервалов варьирования
Наименование фактора + 1 0 -1 Интервал варьирования
Доля замены сахара патокой,% 40 30 20 10
Массовая доля стевиозида, % 12 9 6 3
Затем был составлен план полного факторного эксперимента (ПФЭ) и представлен в таблице 2.
Таблица 2. План ПФЭ в кодированном и натуральном выражении факторов
№ опыта х0 х1 х2 х1-х2 Доля замены сахара патокой,% Массовая доля стевиозида, %
1 + + + + 40 12
2 + + - 20 12
№ опыта х0 х1 х2 х1-х2 Доля замены сахара патокой,% Массовая доля стевиозида, %
3 + + - - 40 6
4 + - + 20 6
Далее на основании полученных данных была составлена рецептура (табл.
3).
Таблица 3. Рецептура концентрированного молочного продукта 8,5 % жирности с комбинированным углеводным составом в кг на 1000 кг готового продукта без учета потерь
Наименование компонентов Опыт №1 Опыт №2 Опыт №3 Опыт №4
Сухое обезжиренное молоко (СВ=95%; Ж= 1,5%) 230 230 230 230
Масло «Крестьянское», Ж=72,5% 114,1 114,1 114,1 114,1
Сахар, 99,86 % сухих ве-ществ,99,75 % сахарозы 261 348 261 348
Патока крахмальная, СВ=78% 174 87 174 87
Стевиозид в виде добавки (СВ=100%), сладость 4 ед. 12 12 6 6
Вода 208,7 208,7 214,7 214,7
Лактоза мелкокристаллическая 0,2 0,2 0,2 0,2
По разработанной рецептуре была проведена выработка продукта. Технология выработки осуществлялась согласно схеме, представленной на рисунке.
Технологическая схема производства концентрированного молочного продукта с частичной заменой сахарозы на крахмальную патоку и стевиозид
После приемки сырьевых компонентов осуществляют восстановление сухого обезжиренного молока при 40-45°С. Для проведения нормализации смесь нагревают и добавляют сливочное масло. Затем смесь перемешивают, проводят гомогенезацию при давлении 10-12 МПа. После нагрева смеси до 80±20С вносят сахар-песок, патоку и добавку стевиозида.
Для удаления вредной микрофлоры проводят пастеризацию при ( 88 ± 2) °С в течение 10 минут.
Затем проводят кристаллизацию лактозы. Для этого смесь охлаждают до температуры усиленной кристаллизации и вносят затравку в виде мелкокристаллического порошка лактозы. Дальнейшее охлаждение проводят до 20°С.
В выработанных образцах определялись органолептические показатели:
- внешний вид, цвет;
- запах, вкус, аромат;
- структура, консистенция.
Для сравнительной оценки органолептических показателей четырех образцов использовался метод ранжирования параметров.
Этот метод заключается в том, что параметры располагаются (ранжируются) в порядке убывания вносимого ими вклада. Вклад каждого показателя оценивается по величине ранга (места), который ему отводится экспертом, с учетом предполагаемого влияния на параметры процесса.
Результаты ранжирования органолептических показателей качества четырех образцов по пяти экспертам представлены в таблице 4.
Таблица 4. Результаты ранжирования органолептических показателей качества образцов КМП
Эксперт Номер образца
№1 №2 №3 №4
1 4 3 1 2
2 4 2 1 3
3 3 4 1 2
4 3 4 2 1
5 4 3 2 1
18 16 7 9
Да 5,5 3,5 -5,5 -3,5
Да2 30,25 12,25 30,25 12,25
Обработка результатов экспертизы
Введем обозначения: i - параметры (образцы), ¡=1,...к; j - эксперты, j = 1,...m.
Определяем сумму рангов по каждому параметру (образцу):
[27=1
где aij - ранг Ьго параметра j-экспертом.
Затем рассчитываем разницу между этой суммой и средней суммой рангов:
^ - ^ = да. После этого определяем сумму квадратов отклонений:
5=
Затем рассчитываем коэффициент конкордации:
125
_т2 (к3 —к~)—т Е Г;
где
27}
^ - число одинаковых рангов в ^ранжировании.
Коэффициент конкордации изменяется в пределах М=0^1.
Результаты расчетов Среднее значение:
х= * =12,5.
Сумма квадратов отклонений: Б=1(ДаО")2=85.
Коэффициент конкордации составит: \Л/ = 12*85/1500 = 0,68 при ^" = 0; =
Использовать коэффициент конкордации W можно только после оценки его значимости. Для оценки значимости воспользуемся критерием Пирсона х2:
125
Х2расч = 1 ^ =10,2
При числе степеней свободы f=k-1=4-1 = 3 табличное значение составило Х2табл = 7,815 [15, 16]. Поскольку х2расч> х2табл, то согласованность во мнениях экспертов не случайна.
Чем меньше сумма рангов данного образца, тем выше его органолептические показатели качества. Например, все исследуемые образцы располагаются в порядке убывания их органолептических показателей качества следующим образом: №3, №4, №2, №1 (см. табл. 4).
Отсюда следует, что наилучшими органолептическими показателями обла-
дает образец №3, в котором массовая доля замены сахара патокой крахмальной составила 40% и доля добавки стевиозида - 6%.
Выводы
1. Анализ проведенных исследований показывает, что стевиозид может быть рекомендован в качестве сахарозаменителя в производстве концентрированных молочных продуктов с сахаром.
2. Все исследуемые образцы по органолептическим показателям качества находятся в соответствии с требованиями нормативной документации на проектируемый продукт.
3. Наилучшими органолептическими показателями обладает образец, в котором массовая доля замены сахара патокой крахмальной - составила 40% и доля добавки стевиозида - 6%.
3. Продукт обладает профилактическими свойствами за счет снижения в нем содержания сахара.
Список литературы:
1. Патент 2275040 РФ. МПК А 23 С 9/18. Способ производства молокосодер-жащих концентрированных сладких продуктов / А.Г. Галстян, А.Н. Петров, В.В. Павлова. Опубл. 27.04.2006.
2. Патент РФ № 2070804. МПК А 23 С 9/18. Способ получения сладкого сгущенного молочного продукта / Ю.В. Свириденко, В.Ю. Смурыгин, Д.В. Абрамов и др. Опубл. 27.12.96.
3. Гнездилова, А.И. Молочный концентрированный сладкий продукт [Текст] / А.И. Гнездилова, А.В. Музыкантова, Ю.В. Виноградова // Молочнохозяйственный вестник [Электронный ресурс]: электронный период. теорет. и науч.-практ. журнал / ред. В.В. Беляев; ФГБОУ ВО ВГМХА имени Н.В. Верещагина. - Вологда-Молочное. - 2017. - 1 кв. - №1(25). - С. 84-90. - Режим доступа: http://molochnoe. ru/journal.
4. Гнездилова, А.И. Технология концентрированных молочных продуктов на основе жидкой молочной сыворотки [Текст] / А.И. Гнездилова, А.В. Музыкантова // Молочнохозяйственный вестник [Электронный ресурс] : электронный период. теорет. и науч.-практ. журнал / ред. В.В. Беляев; ФГБОУ ВО ВГМХА имени Н.В. Верещагина. - Вологда -Молочное. - 2017. - 1 кв. - №1(25). - С. 91-99. - Режим доступа: http://molochnoe.ru/journal.
5. Бурмагина, Т.Ю. Альтернативная замена традиционного консерванта в мо-лочноконсервной отрасли [Текст] / Т.Ю. Бурмагина, А.И. Гнездилова // Молоч-
" и г »—k v п w
нохозяйственный вестник [Электронный ресурс]: электронный период. теорет. и науч.-практ. журнал / ред. В.В. Беляев; ФГБОУ ВО ВГМХА имени Н.В. Верещагина. - Вологда-Молочное. - 2016. - 1 кв. - №1(21). - С. 78-85. - Режим доступа: http://molochnoe.ru/journal.
6. Бурмагина, Т.Ю. Разработка консервированного молочного продукта с сахаром, солодом и солодовым экстрактом: дис. ...канд. техн. наук. - Вологда-Молочное. - 2017. - 171 с.
7. Пат. №2490920 РФ, МПК А 23 С 9/18. Способ производства сгущенного молочного продукта с сахаром [Текст] / А.И. Гнездилова, В.Г. Куленко, Ю.В. Виноградова, Л.А. Куренкова, О.С. Бурдейная; заявитель и патентообладатель ФГОУ
ВПО ВГМХА имени Н.В. Верещагина (RU). - №2012101578/10; заявл. 17.01.12; опубл. 27.08.2013, Б.И. № 24. - 6 с.
8. Гнездилова, А.И. Сгущенный молочный продукт с комбинированным углеводным составом [Текст] / А.И. Гнездилова, Л.А. Куренкова // Молочнохозяйственный вестник [Электронный ресурс]: электронный период. теорет. и науч.-практ. журнал/ ред. В.В. Беляев; ФГБОУ ВО ВГМХА имени Н.В. Верещагина. - Вологда - Молочное. - 2012. - С. 58 □ 63. □ Режим доступа: http://molochnoe.ru/journal.
9. Гнездилова, А.И. Консервированный молочный продукт с сахаром и крахмальной патокой [Текст] / А.И. Гнездилова, Л.А. Куренкова // Молочная промышленность. - 2013. - №9. С. 84 - 85.
10. Митчелл Х. Подсластители и сахарозаменители [Текст] / Х. Митчелл. - СПб.: Профессия, 2010. - 512 с.
11. Глушкова А.С. Стевиозид в технологии концентрированных сладких молочных продуктов [Текст] / А.С. Глушкова, А.И. Гнездилова / Сб. научных трудов по
« v/ v и и I
рез. работы 3-й международной молодежной научно-практической конференции «Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов - регионам». - Вологда-Молочное, 2018. - С. 61-65.
12. ГОСТ 31688-2012 Консервы молочные. Молоко и сливки сгущенные с сахаром. Технические условия. - Введ. 2013-07-03.- Изм. 2015-11-16. - М.: Стандар-тинформ, 2013. - 12 с.
13. ГОСТ Р 54757-2011. Консервы молочные, молочные составные и молокосо-держащие сгущенные. Органолептический анализ. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2012. - 12 с.
14. ТР ТС 033/2013.Технический регламент Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции» (с изменениями на 20 декабря 2017 года, в редакции, действующей с 15 июля 2018 года)
15. Грачев, Ю.П. Математические методы планирования экспериментов [Текст] / Ю.П. Грачев, Ю.М. Плаксин. - М.: ДеЛи принт, 2005. - с.296.
16. Основы научных исследований, организация и планирование эксперимента: методические указания / разраб. А.И. Гнездилова. - Вологда-Молочное: ВГМХА, 2014. - 42 с.
References:
1. RF patent 2275040, IPC A 23 C 9/18. Sposob proizvodstva molokosoderzhashchih koncentrirovannyh sladkih produktov. [Production method of milk-containing concentrated sweet products], publ. 27.04.2006. (in Russian)
2. RF patent 2070804, IPC A 23 C 9/18. Sposob polucheniya sladkogo sgushchennogo molochnogo produkta. [The method of obtaining sweet condensed milk product], publ. 27.12.96. (in Russian)
3. Gnezdilova A.I. Dairy concentrated sweet product. Molochnohozyajstvennyj vestnik. [Dairy Bulletin], 2017, no.1 (25), pp. 84-90. [Electronic resource]. - Available at: http://molochnoe.ru/journal (in Russian)
4. Gnezdilova A.I. Technology of concentrated dairy-based liquid whey. Molochnohozyajstvennyj vestnik. [Dairy Bulletin], 2017, no. 1 (25), pp. 91-99. [Electronic resource]. - Available at: http://molochnoe.ru/journal (in Russian)
5. Burmagina T.Yu. Alternative replacement of the traditional preservative in the dairy industry. Molochnohozyajstvennyj vestnik. [Dairy Bulletin], 2016, no.1 (21), pp.78-85. [Electronic resource]. - Available at: http://molochnoe.ru/journal. (in
Russian)
6. Burmagina, T.J. Razrabotka konservirovannogo molochnogo produkta s saharom, solodom i solodovym ehkstraktom. [Development of canned milk product with sugar, malt and malt extract. Dis. ... Cand. of Sciences (Technology)]. Vologda-Molochnoe: VSDFA, 2017, 171 p. (in Russian)
7. RF patent 2490920, IPC A 23 C 9/18. Sposob proizvodstva sgushchennogo molochnogo produkta s saharom. [Method for the production of condensed milk product with sugar], declare 17/01/12, publ. 27.08.2013. (in Russian)
8. Gnezdilova A.I. Condensed milk product with a combined carbohydrate composition. Molochnohozyajstvennyj vestnik. [Dairy Bulletin], 2012, pp. 58- 63. [Electronic resource]. - Available at: http://molochnoe.ru/journal. (in Russian)
9. Gnezdilova A.I. Canned dairy product with sugar and starch syrup. Molochnaya promyshlennost'. [Dairy industry], 2013, no.9, pp.84 - 85. (in Russian)
10. Mitchell H. Sweeteners and sweeteners. SPb.: Profession, 2010, 512 p. (in Russian)
11. Glushkova A.S. Steviozid v tekhnologii koncentrirovannyh sladkih molochnyh produktov. [Stevioside in the technology of concentrated sweet dairy products]. Sb. nauchnyh trudov po rez. raboty 3mezhdunarodnoj molodezhnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Molodye issledovateli agropromyshlennogo i lesnogo kompleksov -regionam». [Proc. of III International youth scientific-practical conference «Young researchers in agricultural and forest systems - region»], Vologda-Dairy, 2018, pp. 61-65. (in Russian)
12. GOST 31688-2012 Konservy molochnye. Moloko i slivki sgushchennye s saharom. Tekhnicheskie usloviya. [Canned milk. Condensed milk and cream with sugar. Technical conditions], enter 2013-07-03, changed 2015-11-16. M.: Standardinform, 2013, 12 p. (in Russian)
13. GOST R 54757-2011. Konservy molochnye, molochnye sostavnye i molokosoderzhashchie sgushchennye. Organolepticheskij analiz. Terminy i opredeleniya. [Canned milk, dairy compound and milk-containing condensed. Organoleptic analysis. Terms and Definitions]. M .: Standardinform, 2012, 12 p. (in Russian)
14. TR CU 033/2013. Tekhnicheskij reglament Tamozhennogo soyuza «0 bezopasnosti moloka i molochnoj produkcii». [Technical regulations of the Customs Union «On the safety of milk and dairy products»], changed 2017-12-20, publ. 201807-15. (in Russian)
15. Grachev Yu.P. Matematicheskie metody planirovaniya ehksperimentov. [Mathematical methods for planning experiments], M.: DeLi print, 2005, P. 296. (in Russian)
16. Osnovy nauchnyh issledovanij, organizaciya i planirovanie ehksperimenta: Metodicheskie ukazaniya. [Basics of research, organization and planning of the experiment: Guidelines, Vologda-Molochnoe: VSDFA, 2014, 42p. (in Russian)
Technology for concentrated dairy product with a combined carbohydrate composition
Gnezdilova Anna Ivanovna, Doc. of Sciences (Technics), Professor of the Technological Dairy Equipment Chair
e-mail:gnezdilova.anna@mail.ru
Federal state budgetary educational institution of higher professional education Vologda State Dairy Farming Academy named after N. V. Vereschagin
Glusckova Anastasij Sergeevna, the student of Technological faculty
e-mail:kukushkina_18@mail.ru
Federal state budgetary educational institution of higher professional education Vologda State Dairy Farming Academy named after N. V. Vereschagin
Abstract. The paper shows the effect of stevioside and starch syrup on the organoleptic quality indicators of the concentrated sweet dairy product. For this purpose, a two-factor two-level experiment was planned and product development was carried out. It was established that the sample, which mass fraction of sugar substitution by starch syrup was 40% and the proportion of stevioside supplement was 6%, has the best organoleptic characteristics.
Keywords: milk, concentrated, starch syrup, stevioside
