CC BY
16
УДК 664.8.037.53
Замораживание творожного продукта,
обогащенного растительными компонентами
Е.А. Пожидаева, О.И. Долматова, А.В. Илюшина, М.А. Парамонова
Воронежский государственный университет инженерных технологий
За последнее десятилетие в Российской Федерации возрастает производство замороженных молочных продуктов и полуфабрикатов, обогащенных биологически активными веществами растительного сырья. Широко применяется на предприятиях общественного питания, молочной, масложировой, кондитерской промышленности. Значительная часть продуктов животного происхождения агрегативно неустойчивы к процессу замораживания, в связи с чем, применение технологий замораживания ограничено в молочной отрасли и требует проведения комплексных исследований по изучению влияния режимных параметров проведения процесса на физико-химические и структурно-механические свойства продуктов питания [1, 2, 3].
Перспективным источником биологически активных веществ являются продукты глубокой переработки низкомасличного сырья, в частности мука из жмыха зародышей пшени-
цы, полученного методом холодного прессования и содержащей комплекс эссенциальных нутриентов. Кроме значительных остаточных количеств ценных масел, богатых ненасыщенными, и особенно дефицитными ш-3 жирными кислотами, мука из жмыха зародышей пшеницы содержит белки (до 30 %), включающие все незаменимые аминокислоты; углеводы (до 40 %), представленные поли-и олигосахаридами; пищевыми волокнами; широкий спектр витаминов -А, й, Е, С, группы В; макро- и микроэлементы - Бе, 7п, Мп, Мд, Са, К, Ыа, Ре, Р. Результаты исследований биотехнологического потенциала, а также позитивное терапевтическое воздействие на организм человека, доказанное в условиях клинических исследований ведущих медицинских центров, дают основание предположить перспективность применения муки из жмыха зародышей пшеницы в технологиях широкого ассортимента продуктов функциональной
27"?
253
V
ns и
\ N к
1 , 1 \ "ч я
ч — —_
\ л i
10
15
т, мин
20
25
30
35
Рис. 1. Графические зависимости продолжительности процесса замораживания творожного продукта, обогащенного растительными компонентами, от температуры и скорости хладоносителя в рабочей камере: 1 - температура 243 К, скорость движения воздуха 9,4 м/с, 2 - температура 243 К, скорость движения воздуха 0,1 м/с, 3 - температура 255 К, скорость движения воздуха 0,1 м/с
направленности с максимальным сохранением активности ценных нутриентов при условии обеспечения их стабильности при хранении [4]. Таким образом, задача разработки замороженных молочных продуктов биокорректирующего назначения с использование природных биологически активных веществ из отечественного сырья является актуальной.
Объектом исследований являлись творожные продукты, содержащие в своем составе 14 - 16% мас. муки из жмыха зародышей пшеницы. В процессе экспериментальных исследований изучено влияние режимов замораживания обогащенных творожных продуктов на продолжительность процесса, обеспечивающих минимальные потери массы и целостную структуру творожного продукта [5, 6].
Определение режимов замораживания творожного продукта проводили на основе анализа графических зависимостей, иллюстрирующих изменение продолжительности процесса от температурных режимов в рабочей камере аппарата (рис. 1). Температуру в слоях творожного продукта контролировали с помощью термокерна. Процесс замораживания считали законченным при достижении в центре продукта температуры 253 К.
На основании полученных результатов исследований можно заключить, что в процессе замораживания можно выделить три температурные зоны в центре продукта: от 277 до 261, от 261 до 258 и от 258 до 253 К. Установлено, что наиболее оптимальными режимными параметрами, обеспечивающими сокращение продолжительности процесса в 2,5 - 2,7 раза, являются температура 243 К и скорость движения хладоносителя 9,4м / с.
Изменение свойств творожного продукта в процессе холодильной обработки анализировали по величине технологических потерь массы замороженного продукта. В связи с этим были исследованы потери массы творожного продукта, замороженного при различных технологических режимах (см. таблицу).
На основании данных, представленных в таблице, можно констатировать то, что при интенсивном замораживании потери массы творожных продуктов минимальны.
Практический интерес представляет изучение влияния температуры и скорости хладоносителя на формирование кристаллов льда в слое продукта, от размеров и формы, которых в значительной степени зависит
ENGINEERING AND TECHNOLOGY
Таблица 1
Потери массы при замораживании творожного продукта, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами
Наименование исследуемого образца Усушка творожных продуктов после замораживания, %
Температура 243 К, скорость движения воздуха 9,4м / с Температура 243 К, скорость движения воздуха 0,1 м / с Температура 255 К, скорость движения воздуха 0,1 м / с
Творожный продует, обогащенный 0 60+0 2 1 24+0 2 1 94+0 2 полиненасыщенными жирными кислотами
а) б) в)
Рис. 2. Микроструктура творожного продукта с массовой долей жира 5 % (увеличение х 100): а - температура 243 К, скорость движения воздуха 9,4 м/с б - температура 243 К, скорость движения воздуха 0,1 м/с в - температура 255 К, скорость движения воздуха 0,1 м/с
120
90
60
30
t
I г /
1
Температура, К
Рис. 3. Изучение влияния температуры и скорости хладоносителя в рабочей камере на формирование кристаллов льда в исследуемых образцах творожного продукта:
1 - Температура 243 К, скорость движения воздуха 9,4 м/с,
2 - Температура 243 К, скорость движения воздуха 0,1 м/с,
3 - Температура 255 К, скорость движения воздуха 0,1 м/с
конечная структура и консистенция продукта (рис. 2). Экспериментальные исследования проводили с применением электронного микроскопа «Eclipse 80i» [7].
Из представленных данных видно, что микроструктура творожных продуктов имеет существенные отличия. Так у творожных продуктов, замороженных при температуре - 243 К и скорости движения воздуха -9,4 м/с формируются более мелкие кристаллы льда, чем у опытного образца. В начале процесса замораживания присутствующая в пищевом продукте вода мигрирует и при-
соединяется к растущим кристаллам льда. При быстром замораживании вода сквозь клеточную мембрану не проникает, и внутри клетки образуются мелкие равномерно распределенные кристаллы льда.
Исходя из анализа микрофотографий замороженных творожных продуктов следует, что в образцах, обработанных при температуре 243 К и скорости хладоносителя 9,4 м/с, прослойки льда имеют более узкий интервал размеров, а следовательно, в процессе замораживания достигается лучшее сохранение микроструктуры исследуемого продукта, что приводит к потенциальному снижению потерь массы в процессе хранения, размораживания и последующей обработке (рис. 3).
В процессе экспериментальных исследований показана возможность получения замороженных творожных продуктов обогащенных биологически активными веществами низкомасличных биоресурсов. Разработан способ подготовки творожных продуктов к хранению, установлены оптимальные режимы проведения процесса замораживания, обеспечивающих сокращение продолжительности проведения процесса, сохранение целостной структуры и потенциальное снижение технологических потерь массы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Буянова, И. В. Новые технологии замораживания молочных продуктов/И.В. Буянова // Техника и техно-
логия пищевых производств. - 2012. -Т. 1. - № 24. - С. 22 - 26
2. Дамодаран, Ш. Химия пищевых продуктов/Ш. Дамодаран, К. Л. Паркин, О.Р. Феннема - СПб.: Профессия, 2012. -1040 с.
3. Эванс, Д.А. Замороженные пищевые продукты. Производство и реали-зация/Д.А. Эванс. - СПб.: Профессия, 2010. - 440 с.
4. Гигиенические аспекты и перспективы отечественного производства продуктов глубокой переработки зародышей пшеницы/ Н. С. Родионова, Т.В. Алексеева, Е.С. Попов, Ю.О. Калги-на, А.А. Натарова // Гигиена и санитария. - 2016. - № 1. - С. 74 - 79.
5. Пожидаева, Е.А. Разработка технологии замороженного творожного полу-фабриката/Е. А. Пожидаева, А. В. Илюшина, Н. В. Болотова // Экономика. Инновации. Управление качеством. -2016. - № 3 (16). - С. 32 - 33.
6. Технология и процессы шоковой заморозки при производстве творожных полуфабрикатов для пищевой промыш-ленности/Е.А. Пожидаева, Н. В. Болотова, А. В. Илюшина // Education & Science -2016. Материалы Международной научно-практической конференции для работников науки и образования. -2016. - С. 62 - 64.
7. Изучение влияния условий замораживания на микроструктуру творожных полуфабрикатов/Л. В. Голубева, Е.А. Пожидаева, Н.В. Болотова, А.В. Илюшина // Явления переноса в процессах и аппаратах химических и пищевых производств. Материалы II Международной научно-практической конференции. -2016. - С. 207 - 210.
REFERENCES
1. Buyanova I. V. [New technologies for freezing dairy products]. Tekhnika i tekhnologiya pishchevykh proizvodstv, 2012, vol.1, no. 24, pp. 22 - 26. (In Russ.)
2. Damodaran Sh., Parkin K. L., Fennema O. R. Khimiya pishchevykh produktov [Food Chemistry]. St. Petersburg, Professiya Publ., 2012. 1040 p.
3. Evans D. A. Zamorozhennye pishchevye produkty. Proizvodstvo i realizatsiya [Frozen food products. Production and sales]. St. Petersburg, Professiya Publ., 2010. 440 p.
4. Rodionova N. S., Alekseeva T. V., Popov E. S., Kalgina Yu. O., Natarova A. A. [Hygienic aspects and prospects of domestic production of products deep processing wheat germs]. Gigiena i sanitariya, 2016, no. 1, pp. 74 - 79. (In Russ.)
5. Pozhidaeva E. A., Ilyushina A. V., Bolotova N. V. [Development of the technology of frozen curd semifinished product]. Ekonomika. Innovatsii.
Upravlenie kachestvom, 2016, no. 3 (16), pp. 32 - 33. (In Russ.)
6. Pozhidaeva E. A., Bolotova N. V., Ilyushina A. V. [Technology and processes of shock freezing in the production of curd semi-finished products for the food industry]. Education & Science - 2016. Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii dlya rabotnikov
nauki i obrazovaniya [Education & Science - 2016. Proc. of the International Scientific and Practical Conference for Workers of Science and Education]. 2016, pp. 62 - 64. (In Russ.)
7. Golubeva L. V., Pozhidaeva E. A., Bolotova N. V., Ilyushina A. V. [The study of the effect of freezing conditions on the microstructure of curd semi-finished
products]. Yavleniya perenosa vprotsessakh i apparatakh khimicheskikh i pishchevykh proizvodstv. Materialy II Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Transport phenomena in the processes and apparatus of chemical and food industries. Proc. of the 2nd International Scientific and Practical Conference]. 2016, pp. 207 -210. (In Russ.)
Замораживание творожного продукта, обогащенного растительными компонентами
Ключевые слова
замораживание, творожный продукт, растительные компоненты Реферат
Одним из приоритетных направлений государственной политики РФ является сохранение и укрепление здоровья на основе поиска и разработки новых технологических решений в области производства безопасных продуктов питания увеличенного срока годности, обладающих нутрицивно корректирующим воздействием на пищевой статус организма человека. В этой связи актуальным направление развития пищевой отрасли является производство замороженных молочных продуктов и полуфабрикатов, обогащенных биологически активными веществами продуктов глубокой переработки низкомасличного сырья. Исследования проводились специалистами Воронежского государственного университета инженерных технологий. Мука из жмыха зародышей пшеницы является ценным биологически активным сырьем, обладающим уникальными лечебными и профилактическими свойствами и содержащим комплекс эссенциальных макро- и микронутриентов, среди которых особо дефицитные -3 кислоты. При этом значительная часть продуктов животного происхождения агрегативно неустойчивы к процессу замораживания, что требует проведения комплексных исследований по изучению влияния режимных параметров проведения процесса на их физико-химические и структурно-механические свойства. Объектом исследований являлись творожные продукты, содержащие в своем составе 14 - 16 % мас. муки из жмыха зародышей пшеницы. При проведении экспериментальных исследований изучено влияние режимов замораживания творожных продуктов с включением низкомасличного сырья на продолжительность процесса, обеспечивающих минимальные потери массы и целостную структуру творожного продукта. Установлено, что наиболее оптимальными технологическими параметрами, обеспечивающими сокращение продолжительности процесса в 2,5 - 2,7 раза, являются температура 243 К и скорость движения хладоносителя в рабочей камере -9,4 м/с. Установленные режимные параметры проведения процесса замораживания способствуют сохранению микроструктуры исследуемого продукта, что приводит к улучшению потребительских свойств, потенциальному снижению технологических потерь массы в процессе хранения, размораживания и последующей обработке. Предложенный способ позволяет получить творожные продукты, обогащенные биологически активными эссенциальны-ми нутриентами, пролонгированного срока годности, предназначенных, в том числе, для профилактического питания населения наиболее отдаленных от сырьевых источников районов.
Авторы
Пожидаева Екатерина Анатольевна, канд. техн. наук Долматова Ольга Ивановна, канд. техн. наук Илюшина Алина Вадимовна, студент Парамонова Маргарита Александровна, студент Воронежский государственный университет инженерных технологий
394036, Россия, г. Воронеж, проспект Революции, д. 19. katerina-77707@mail.ru, olgadolmatova@rambler.ru, Ilyshina-alina@mail.ru, paramonova. margarita. 1996@mail.ru
Freezing of the Curd Product Enriched with Vegetable Components
Key words
freezing, cottage cheese product, vegetable components Abstracts
One of the priorities of the state policy of the Russian Federation is the preservation and strengthening of health based on the search and development of new technological solutions for the production of safe food products with an extended shelf life that have a nutritively corrective effect on the nutritional status of the human body. In this regard, the current direction of the development of the food industry is the production of frozen dairy products and semi-finished products enriched with biologically active substances of products of deep processing of low-oil raw materials. Wheat germ oil cake flour is a valuable biologically active raw material with unique therapeutic and prophylactic properties and containing a complex of essential macro and micronutrients, among which especially deficient -3 acids. Moreover, a significant part of animal products is aggregatively unstable to the freezing process, which requires complex studies to study the effect of the regime parameters of the process on their physico-chemical and structural-mechanical properties. The object of research was curd products, containing in their composition 14 - 16% wt. flour from the cake of wheat germ. During the experimental studies, the influence of the freezing conditions of curd products with the inclusion of low-oil raw materials on the duration of the process ensuring minimum weight loss and the overall structure of the curd product was studied. It is established that the most optimal technological parameters, which ensure a reduction in the duration of the process by 2.5 - 2.7 times, are the temperature of 243 K and the speed of movement of the coolant in the working chamber is 9.4 m/s. The established regime parameters of the freezing process contribute to the preservation of the microstructure of the test product, which leads to an improvement in consumer properties, a potential reduction in technological mass losses during storage, thawing and subsequent processing. The proposed method allows to obtain curd products enriched with biologically active essential nutrients, prolonged shelf life, intended, among other things, for preventive nutrition of the population of the regions most remote from raw materials sources.
Authors
Pozhidaeva Ekaterina Anatolievna, Candidate of Technical Science Dolmatova Olga Ivanovna, Candidate of Technical Science Ilyushina Alina Vadimovna, Student Paramonova Margarita Alexandrovna, Student Voronezh State University of Engineering Technologies 19, Prospekt Revolyutsii, Voronezh, Russia, 394036, katerina-77707@mail.ru, olgadolmatova@rambler.ru, Ilyshina-alina@mail.ru, paramonova. margarita. 1996@mail.ru
