CC BY
73
УДК 637.142.22
Альтернативная замена традиционного консерванта в молочноконсервной
отрасли
Бурмагина Татьяна Юрьевна, аспирант кафедры технологического оборудова-
e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Гнездилова Анна Ивановна, доктор технических наук, профессор кафедры технологического оборудования
e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Аннотация. В лабораторных условиях методом рекомбинирования были выработаны образцы концентрированного молочного продукта с сахаром и солодовым экстрактом. Выработанный продукт был проанализирован по физико-химическим, органолептическим и микробиологическим показателям качества. Также был исследован витаминный, минеральный и углеводный состав концентрированного молочного продукта с заменой 10 % сахарозы на солодовый экстракт. Было установлено, что содержание витаминов увеличивается в 6-9 раз, минеральных веществ в 1,5-3 раза. Введение солодового экстракта разнообразит углеводный профиль разработанного продукта.
Ключевые слова: сгущенное молоко с сахаром; солодовый экстракт; вязкость; активная кислотность; активность воды.
Введение. Снижение валовых надоев и повышение закупочной цены на сырое молоко характерно для сегодняшнего Российского молочного рынка [1]. При этом прогнозируется, что в связи с продэмбарго возникнет повышенный спрос на отечественные молочные продукты - цены на молоко будут расти. Эта ситуация приводит к необходимости отечественного производителя молочной продукции искать новые недорогие источники сырья. Так, например, в первом полугодии 2015 года прирост производства молочных продуктов на 2,7 % был обеспечен за счет возросшего использования сыворотки. Известны технические решения, позволяющие рационально перерабатывать молочную сыворотку, например, на производство концентрированных молочных продуктов с сахаром [2, 3]. Наряду с этим, необходимо привлечение в качестве сырьевых ресурсов ингредиентов немолочного происхождения. Известно использование солода или солодового экстракта в производстве консервированных молочных продуктов [4, 5]. Однако изменение компонентного состава продуктов влекут за собой, и некоторые изменение показателей качества. Качество молочных консервов должно соответствовать требованиям технической документации в течение всего срока хранения. Неизменность исходного качества устанавливается и подтверждается результатами его оценки по физико-химическим, органолептическим и микробиологическим показателям качества, предусмотренным стандартами [6-10].
Целью исследований является разработка концентрированного молочного продукта с сахаром и солодовым экстрактом и оценка его физико-химических, ор-ганолептических и микробиологических показателей качества.
Объектом исследований явился концентрированный молочный продукт с сахаром и солодовым экстрактом, выработанный методом рекомбинирования.
Известно, что солодовый экстракт содержит более 70 % углеводов и более 10 % белковых веществ к массе продукта, кроме того он является источником витаминов и минеральных веществ. В работе предлагается вводить солодовый экстракт взамен сухого обезжиренного молока и сахарозы [11, 12]. Для этого была разработана рецептура продукта, в котором 5, 10 и 15 % сухого обезжиренного молока (СОМ), а также 5, 10 и 15 % сахарозы замещалась на сухое вещество солодового экстракта. Рецептура представлена в таблице 1.
Таблица 1. Рецептура разрабатываемого продукта, кг/1000 кг продукта
Компонент Доля замены сахарозы + СОМ,%
0 5+5 10+10 15+15
Сухое обезжиренное молоко 223,96 212,76 201,56 190,37
Молочный жир 85 85 85 85
Сахар 435,00 413,25 391,50 369,75
Солодовый экстракт - 42,24 84,49 126,72
Вода 256,04 246,75 237,45 228,16
Итого 1000 1000 1000 1000
С учетом составленной рецептуры (таблица 1) были выработаны образцы концентрированного молочного продукта с сахаром и солодовым экстрактом и контрольный образец - без добавки солодового экстракта.
Технологию реализуют следующим образом. Сухое обезжиренное молоко полностью растворяют в воде, нагретой до температуры (37±2) °С при постоянном перемешивании. Полученное таким образом восстановленное молоко нагревают до (62±2) °С и затем к нему при непрерывном перемешивании добавляют расчетное
количество нагретого до температуры (60±5) °С молочного жира. Смесь тщательно перемешивается до равномерного распределения жира. После эмульгирования в полученную смесь по рецептуре вводят предварительно просеянный через сито сахар, смесь нагревают до (82±2) °С для полного растворения компонентов. Далее проводят пастеризацию при (82±2) °С при выдержке 5-15 минут. В пастеризованную смесь вносят предварительно пастеризованный при температуре (82±2) °С при выдержке 5-15 минут солодовый экстракт. После этого продукт при постоянном перемешивании охлаждают со скоростью 1 град./мин. до температуры массовой кристаллизации лактозы (35±2) °С и затем в смесь при этой температуре вводят затравку мелкокристаллической лактозы с размером кристаллов не более 4 мкм в количестве не менее 0,02 % к массе продукта. Мелкокристаллическую лактозу перед использованием просеивают и прокаливают в сушильном шкафу при температуре (103±2) °С. Далее продукт доохлаждают до 20 °С.
Методика исследований. В образцах были определены физико-химические показатели: массовая доля сухих веществ, вязкость, активная кислотность, активность воды, средний размер кристаллов лактозы, а также органолептические показатели. Массовая доля сухих веществ измерялась рефрактометрическим методом, вязкость - вискозиметром Гепплера, активная кислотность - рН-метром, активность воды с помощью гигрометра Яо^отс НудгоРа1т, гранулометрический состав кристаллов лактозы - с помощью микроскопа BIOLAR. Органолептические показатели качества продукта были оценены по ГОСТ [9], а микробиологические показатели по ГОСТ [10]. Углеводный и витаминный состав продукта был определен методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Минеральный состав согласно «Руководству по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище».
Результаты исследований. Полученные данные по физико-химическим показателям качества для свежевыработанных продуктов и в процессе хранения представлены в таблице 2.
Таблица 2. Физико-химические показатели качества продукта
Наименование показателя Контрольный образец Замена СОМ и сахара на солодовый экстракт, %
5 10 15
Свежевыработанный продукт
Массовая доля сухих веществ, % 72,5±0,10 72,5±0,10 72,5±0,10 72,5±0,10
Вязкость, Па*с 1,11±0,08 2,75±0,08 2,89±0,08 3,01±0,08
Активная кислотность (рН), ед. 6,19±0,05 5,96±0,05 5,83±0,05 5,67±0,05
Активность воды, aw 0,821±0,013 0,801±0,013 0,814±0,013 0,818±0,013
3 месяца хранения
Массовая доля сухих веществ, % 72,5±0,10 72,5±0,10 72,5±0,10 72,5±0,10
Вязкость, Па*с 1,29±0,08 2,90±0,08 3,27±0,08 3,64±0,08
Активная кислотность (рН), ед. 6,52±0,05 6,21±0,05 6,11±0,05 6,02±0,05
Активность воды, aw 0,818±0,013 0,799±0,013 0,810±0,013 0,812±0,013
6 месяцев хранения
Контрольный образец Замена СОМ и сахара на солодовый экстракт,
Наименование показателя %
5 10 15
Массовая доля сухих веществ, % 72,5±0,10 72,5±0,10 72,5±0,10 72,5±0,10
Вязкость, Па*с 1,62±0,08 3,24±0,08 4,28±0,08 5,18±0,08
Активная кислотность (рН), ед. 6,71±0,05 6,45±0,05 6,37±0,05 6,29±0,05
Активность воды, aw 0,815±0,013 0,796±0,013 0,804±0,013 0,805±0,013
14 месяцев хранения
Массовая доля сухих веществ, % 72,5±0,10 72,5±0,10 72,5±0,10 72,5±0,10
Вязкость, Па*с 1,80±0,08 3,64±0,08 4,96±0,08 5,95±0,08
Активная кислотность (рН), ед. 6,40±0,05 6,14±0,05 5,96±0,05 5,74±0,05
Активность воды, aw 0,818±0,013 0,786±0,013 0,796±0,013 0,800±0,013
Как следует из таблицы 2, массовая доля сухих веществ соответствует требованиям нормативной документации на составные молочные продукты [8].
Поскольку солодовый экстракт содержит в своем составе значительную долю углеводов, была проведена оценка их консервирующего эффекта, которая проводилась путем измерения активности воды. Как следует из таблицы 2, активность воды изменялась в пределах погрешности измерений, что свидетельствует о возможности использования солодового экстракта в качестве осмотически деятельного вещества в производстве молочных консервов.
Некоторое снижение активной кислотности, которое наблюдалось в образцах с добавлением экстракта, обусловлено изначально низкой активной кислотностью солодового экстракта, равной рН = 4,3 единицы. При хранении наблюдается незначительное повышение активной кислотности по отношению к свежевыработан-ным образцам продуктов. В целом значение рН находится в допустимом диапазоне значений для данных продуктов.
Вязкость продукта с добавкой солода увеличивается, но не превышает значений, регулируемых ГОСТ на традиционное сгущенное молоко с сахаром [6]. В контрольных образцах вязкость имеет несколько пониженное значение, и продукт обладает излишне жидкой консистенцией. Таким образом, введением солодового экстракта возможно управление реологическими параметрами, а, следовательно, качеством продукта.
Вкус и запах продуктов в зависимости от доли замены солодовым экстрактом изменялся от молочного с легким вкусом и ароматом солодового экстракта до молочного с сильно выраженным вкусом и ароматом солодового экстракта. Консистенция всех продуктов вязкая и однородная по всей массе. Цвет продуктов изменяется от коричневого до темно-коричневого, характерного для вносимого компонента, равномерный по всей массе.
Микробиологический анализ показал, что продукт соответствует требованиям [13] и содержит КМАФАнМ не более 3,5-104 КОЕ/г, БГКП в 1 г продукта, дрожжи и плесени отсутствуют.
Экспериментально было установлено, что введение солодового экстракта позволяет повысить пищевую ценность разработанного продукта за счет увеличения содержания витаминов и минеральных веществ. Полученные результаты исследо-
вания нутриентного состава продукта, а также витаминный и минеральный скор, представлены в таблице 3.
Таблица 3. Минеральный и витаминный состав КМП с заменой 10 % сахара солодовым экстрактом
Наименование вещества Суточная потребность, мг Содержание в продукте, мг/100 г Скор продукта
Минеральные вещества
Калий 3500,0 988,00 28,23
Натрий 2400,0 126,00 4,83
Кальций 1000,0 498,00 49,80
Фосфор 1000,0 315,00 31,50
Магний 400,0 25,70 6,43
Марганец 10,0 0,016 0,16
Витамины
Тиамин (В1) 2,0 0,50 25,00
Рибофлавин (В2) 2,5 0,36 14,40
Пиридоксин (В6) 3,0 1,26 42,00
Витамин Е 10,0 1,50 15,00
Из таблицы 3 следует, что в наибольшей степени разработанный продукт содержит такие минеральные вещества как кальций, фосфор и калий. Процент удовлетворения суточной потребности по этим веществам составляет 49,80; 31,50; 28,23 % соответственно. Витаминный скор продукта показывает, что наибольшее удовлетворение суточной потребности наблюдается по витаминам В6 и В1 (42 и 25 % соответственно). Если же сравнивать витаминный и минеральный состав предлагаемого нами КМП с традиционным сгущенным молоком, то можно сказать о повышении содержания минеральных веществ в целом в 1,5-3 раза, а витаминов в 6-9 раз.
Исследование углеводного состава КМП с заменой 10 % сахара солодовым экстрактом показало, что по сравнению с традиционным продуктом в предлагаемом образце более разнообразный профиль углеводов (таблица 4).
Таблица 4. Углеводный профиль КМП с заменой 10 % сахара солодовым экстрактом
Наименование вещества Содержание в продукте, г/л
Сахароза 370,0
Лактоза 118,0
Мальтоза 36,0
Глюкоза 11,6
Фруктоза 4,0
Как следует из таблицы 4, углеводный состав дополняется такими сахарами как мальтоза, глюкоза, фруктоза. Помимо моно- и дисахаридов в состав солодовых экстрактов входят олигосахариды (мальтодекстрины, пектин, гемицеллюлоза и др.) [11, 12]. Таким образом, использование солодового экстракта для замены сахарозы в КМП, приводит не только к разнообразию состава углеводов продукта, но и к стимулированию пищеварительного процесса. Для расщепления части сложных сахаров (ди-, три-, тетрасахариды и декстрины) нужно большее время, следовательно, и большие затраты энергии. Другая же часть олигосахаридов (цел-
люлозы и пектины) относится к так называемым балластным веществам, которые способствуют образованию пищевого кома, влияют на двигательную активность кишечного тракта, отвечают за чувство насыщения и обладают защитной функцией, связывая вредные для организма вещества и выводя их из организма.
Выводы
1. Солодовый экстракт может быть использован в качестве заменителя сахара и СОМ в производстве концентрированных сладких молочных продуктов, так как обеспечивает необходимый консервирующий эффект.
2. Повышение вязкости, обусловленное введением солодового экстракта, позволяет исключить энергозатратную операцию гомогенизации в технологическом процессе.
3. Солодовый экстракт способствует повышению пищевой ценности продукта.
Список литературных источников:
1. Рыбалова, Т. И. Переработка молока в России в I полугодии 2015 г. / Т. И. Рыбалова // Молочная промышленность. - 2015. - №10. - С. 5-8.
2. Пат. 2407347 Российская Федерация, МПК А 23 С 9/18. Способ производства молокосодержащего концентрированного продукта с сахаром [Текст] / Гнездило-ва А.И., Куленко В.Г., Глушкова А.В.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО ВГМХА имени Н.В. Верещагина (Яи). - №2009127165/10; заявл.14.07.2009; опубл. 27.11.2010, Бюл. № 36. - 6 с.
3. Пат. 2280992 Российская Федерация, МПК А 23 С 9/18. Сгущенное молоко с сахаром и способ его получения [Текст] / А.И. Гнездилова, Шохалов В.А., Самойлов В.А., Суюнчев О.А.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО ВГМХА имени Н.В. Верещагина (Яи). - №2004121107/13; заявл. 09.07.2004; опубл. 10.08.2006, Бюл. № 22.- 8 с.
4. Пат. 2525666 Российская Федерация, МПК А 23 С 9/18. Способ производства молокосодержащего концентрированного продукта с сахаром [Текст] / Гнездилова А.И., Шарова Т.Ю., Куленко В.Г; заявитель и патентообладатель ФГбОу ВПО ВГМХА имени Н.В. Верещагина (Яи). - №2012143272/10(069428); заявл. 09.10.2012; опубл. 20.08.2014, Б.И. № 23. - 6 с.
5. Гнездилова, А. И. Консервированный молочный продукт с сахаром и солодом / А. И. Гнездилова, Т. Ю. Шарова // Молочная промышленность. - 2014. - №9. - С. 54-55.
6. ГОСТ Р 53436-2009. Молоко и сливки сгущенные с сахаром. Технические условия [Текст]. - Введ. 2011-01-01. - М. : Стандартинформ, 2010. - 12 с.
7. ГОСТ Р 53507-2009. Консервы молокосодержащие сгущенные с сахаром. Общие технические условия [Текст]. - Введ. 2011-01 -01. - М. : Стандартинформ, 2010. - 12 с.
8. ГОСТ Р 53947-2010. Консервы молочные составные сгущенные с сахаром. Технические условия [Текст]. - Введ. 2012-01-01. - М. : Стандартинформ, 2011. - 12 с.
9. ГОСТ Р 54757-2011. Консервы молочные, молочные составные и молокосодержащие сгущенные. Органолептический анализ. Термины и определения [Текст]. -Введ. 2013-01-01. - М.: Стандартинформ, 2012. - 12 с.
10.ГОСТ Р 53430-2009. Молоко и продукты переработки молока. Методы микробиологического анализа [Текст]. - Введ. 2011-01-01. - М. : Стандартинформ, 2010. - 27 с.
11.Емельянова, Н. А. Углеводный состав солодовых экстрактов / Н. А. Емельянова, В. Н. Кошевая, Т. А. Королюк // Электронный архив Национального университета пищевых технологий [Электронный ресурс] / - Киев, 1985. - Режим доступа: http://dspace.nuft.edu.ua/jspui/handle/123456789/4033.
12.Емельянова, Н. А. Технология полисолодовых экстрактов в СССР и за рубежом / Н. А. Емельянова [и др.] // Электронный архив Национального университета пищевых технологий [Электронный ресурс]. / - Киев, 1990. - Режим доступа: http://dspace.nuft.edu.ua/jspui/handle/123456789/7714.
13.ТР ТС 033/2013. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции» [Текст]. - Принят решением Совета Евразийской экономической комиссии 2013-10-09. - 192 с.
References:
1. Rybalova T. I. Milk processing in Russia in the first half of 2015. Molochnaja promyshlennost' [Dairy Industry], 2015, no.10, pp. 5-8. (In Russian)
2. Gnezdilova A. I., Kulenko V. G., Glushkova A.V. e.a. Sposob proizvodstva molokosoderzhashhego koncentrirovannogo produkta s saharom[Production method of the concentrated milk-containing product with sugar]. Patent RF, no. 2407347, 2010.
3. Gnezdilova A. I., Shokhalov V.A. Samoilov V.A., Suyunchev O.A. e.a. Sgushhennoe moloko s saharom i sposob ego poluchenija [Condensed milk with sugar and its production]. Patent RF, no. 2280992, 2006.
4. Gnezdilova A. I., Sharova T.Yu., Kulenko V. G. e.a. Sposob proizvodstva molokosoderzhashhego koncentrirovannogo produkta s saharom[Method of production of the concentrated milk containing product]. Patent RF, no. 2525666, 2014.
5. Gnezdilova A. I. Canned milk product with sugar and malt. Molochnaja promyshlennost' [Dairy Industry], 2014, no. 9, pp. 54-55. (In Russian)
6. State Standard 53436-2009. Milk and cream condensed with sugar. Technical conditions. Moscow, Standartinform Publ., 2010. 12 p. (In Russian)
7. State Standard 53507-2009. Canned milk-containing condensed products with sugar. General technical conditions. Moscow, Standartinform Publ., 2010. 12 p. (In Russian)
8. State Standard 53947-2010. Canned composite condensed milks with sugar. Technical conditions. Moscow, Standartinform Publ., 2011. 12 p. (In Russian)
9. State Standard 54757-2011. Canned milks, composite milks and milk-containing condensed products. Organoleptic analysis. Terms and definitions. Moscow, Standartinform Publ., 2012. 12 p. (In Russian)
10.State Standard 53430-2009. Milk and processed milk products. Methods of microbiological analysis. Moscow, Standartinform Publ., 2010. 27 p. (In Russian)
11.Emel'yanova N.A. Carbohydrate composition of malt extracts. Electronic Archives of the National Food Technology University, 1985. Available at: http://dspace.nuft.edu. ua/jspui/handle/123456789/4033.
12.Emel'yanova N.A. Technology of poli-malt extracts in the USSR and abroad. Electronic Archives of the National Food Technology University, 1990. Available at: http://dspace.nuft.edu.ua/jspui/handle/123456789/7714.
13.Technical regulations of the customs union 033/2013. About milk and milk products safety. Eurasian Economic Commission Council, 2013. 192 p. (In Russian)
An alternative replacement for traditional preserving
agent in dairy industry
Burmagina Tatyana Yur'evna, post graduate of the Processing Equipment Chair
e-mail: [email protected]
the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda
Gnezdilova Anna Ivanovna, Doctor of Science (Engineering), Professor of the Processing Equipment Chair
e-mail: [email protected]
the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda
Abstract. In the laboratory rekombination method samples of concentrated milk product with sugar and malt extract were produced. The developed product was analyzed for physical and chemical, organoleptic and microbiological quality indicators. Besides the vitamin, mineral and carbohydrate composition of concentrated milk product with replacement of 10 % sucrose on malt extract was studied. It was established that the vitamin content increases by 6-9 times, minerals 1.5-3 times. Introduction of malt extract leads to diversity of the carbohydrate profile of the developed product.
Keywords: condensed milk with sugar, malt extract, viscosity, active acidity, water activity.
