CC BY
11
***** И£ЗВЕСТ^^^1 *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: № 1 2022
НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
DOI: 10.32786/2071-9485-2022-01-31 EFFICIENCY OF USING MICROWAVE RADIATION IN THE TECHNOLOGY OF PRODUCING FLAVOR ADDITIVES
K. V. Sheshnev1, A. A. Martynov1, M. I. Slozhenkina23, E. A. Selezneva3
1Limited Liability Company «Spezio», Volgograd 2Volga Research Institute of Production and Processing of Meat and Dairy Products, Volgograd 3Volgograd State Technical University, Volgograd
Received 05.12.2021 Submitted 03.02.2022
Summary
The article presents the results of the development of technology for modifying flavor additives. The effectiveness of the use of microwave radiation for the modification of flavor additives and maltodex-trins included in their composition as carriers has been scientifically substantiated. The influence of microwave radiation on the microbiological, physicochemical and organoleptic properties of modified additives is described.
Abstract
Introduction. The existing technologies for the production of flavoring additives need to be modernized, as manufacturers are constantly faced with the problems of low flowability and solubility, caking, low shelf life of additives, as well as their high dosage in food formulations. Microwave processing is a modern efficient process that allows you to influence the microbiological, physico-chemical and organoleptic properties of additives. In addition, the use of microwave radiation contributes to a deeper processing of raw materials. Object. The object of research was flavoring additives and maltodextrin, which is part of them as a carrier. Materials and methods. The research was carried out by the Limited Liability Company «Spezio» together with such scientific institutions as the Volgograd State Technical University, the Volga Region Research Institute for the Production and Processing of Meat and Dairy Products, All-Russian Research Institute of Food Additives -branch of the Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Center for Food Systems named after V.M. Gorbatov» of the Russian Academy of Sciences. When performing research, relevant and modern methods of analysis were applied. When processing the results of the experiments, the software package «Microsoft office» was used. The developed technology is patented. Results and conclusions. As a result of the processing of maltodextrins and flavor additives with microwave radiation, their sterilization and an increase in the content of reducing substances are observed. Dextrinization helps to reduce the size of polymer molecules and increase the surface area of maltodextrin, which in turn contributes to the uniform distribution of flavoring substances in additives and the intensification of taste and aroma. The content of reducing sugars in maltodextrin in terms of dry matter increases by 19.9% compared to the untreated additive. The balance of flavor additives on 50 ^m, 20 ^m and 10 ^m sieves with a maximum microwave treatment time of 50 minutes is reduced by 3-4, 4-7 and 5-7%, which confirms the reduction in particle size. The modification technologies developed by the Limited Liability Company «Spezio» are universal and can be used in the manufacture of a wide range of flavoring additives.
Keywords: food additives, flavoring additives, starch products, maltodextrin, flowability, decontamination, taste, aroma, dextrose equivalent, ggranulometric composition, microwave processing
Citation. Sheshnev K. V., Martynov A. A., Slozhenkina M. I., Selezneva E. A. Efficiency of using microwave radiation in the technology producing flavor additives. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2022. 1(65). 319-331 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2022-01-31.
Author's contribution. All authors of this study were directly involved in the planning, execution or analysis of this study. All authors of this article reviewed and approved the submitted final version.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
***** И£ЗВЕСТ^^^1 *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: № 1 2022
НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
УДК 547.458.6
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ВКУСОАРОМАТИЧЕСКИХ ДОБАВОК
К. В. Шешнев1, директор А. А. Мартынов1, технолог М. И. Сложенкина2,3, доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент РАН
Е. А. Селезнева3, старший преподаватель
1ООО «Специо», г. Волгоград, Россия 2Поволжский НИИ производства и переработки мясомолочной продукции (ГНУ НИИММП) 3ФГБОУ ВО Волгоградский государственный технический университет, г. Волгоград, Россия
Дата поступления в редакцию 05.12.2021 Дата принятия к печати 01.02.2022
Актуальность. Существующие на сегодняшний день технологии изготовления вку-соароматических добавок нуждаются в модернизации, поскольку производители постоянно сталкиваются с проблемами низкой сыпучести и растворимости, слеживаемости, низких сроков годности добавок, а также высокой их дозировки в рецептурах пищевых продуктов. Микроволновая обработка является современным эффективным процессом, позволяющим влиять на микробиологические, физико-химические и органолептические свойства добавок. Кроме того, использование микроволнового излучения способствует более глубокой переработке сырья. Объект. Объектом исследований выступили вкусоароматические добавки и входящий в их состав в качестве носителя мальтодекстрин. Материалы и методы. Исследования выполнены компанией ООО «Специо» совместно с такими научными учреждениями, как Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ), Поволжский НИИ производства и переработки мясомолочной продукции (ГНУ НИИММП), ВНИ-ИПД - филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН. При выполнении исследований применены актуальные и современные методы анализа. При обработке результатов экспериментов использован программный пакет «Microsoft Office». Разработанная технология запатентована. Результаты и выводы. В результате обработки мальто-декстринов и вкусоароматических добавок СВЧ-излучением наблюдаются их стерилизация и повышение содержания редуцирующих веществ. Декстринизация способствует уменьшению размера полимерных молекул и увеличению площади поверхности мальтодекстрина, что в свою очередь способствует равномерности распределения вкусоароматических веществ в добавках и интенсификации вкуса и аромата. Содержание редуцирующих сахаров в мальтодекстрине в пересчете на сухое вещество возрастает на 19,9 % по сравнению с необработанной добавкой. Остаток вкусоароматических добавок на ситах 50 мкм, 20 мкм и 10 мкм при максимальном времени СВЧ-обработки 50 минут снижается на 3-4, 4-7 и 5-7 %, что подтверждает уменьшение размера частиц. Разработанные компанией ООО «Специо» технологии модификации универсальны и могут быть применимы при изготовлении вкусо-ароматических добавок широкого ассортимента.
Ключевые слова: пищевые добавки, вкусоароматические добавки, крахмалопро-дукты, мальтодекстрин, декстрозный эквивалент, гранулометрический состав добавок, технологии производства вкусоароматических добавок.
Цитирование. Шешнев К. В., Мартынов А. А., Сложенкина М. И., Селезнева Е. А. Эффективность использования микроволнового излучения в технологии производства вкусоароматиче-ских добавок. Известия НВ АУК. 2022. 1(65). 319-331. DOI: 10.32786/2071-9485-2022-01-31.
Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении или анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились с представленным окончательным вариантом и одобрили его.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Введение. Реалии последних лет и пандемия новой коронавирусной инфекции COVID-19 усилили интерес к продовольственной проблеме и к вопросам эффективности функционирования рынка продовольствия. Это отражено в Целях устойчивого развития (ЦУР) ООН, имеющих общечеловеческий характер. ЦУР России сбалансированно сочетают социальные, экономические и экологические приоритеты и содержат конкретные инструменты их достижения [6].
В Указе Президента РФ В. В. Путина от 21 января 2020 г. № 20 «Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации» отмечено, что «продовольственная безопасность - одно из главных направлений обеспечения национальной безопасности страны в долгосрочном периоде, фактор сохранения ее государственности и суверенитета, важнейшая составляющая социально-экономической политики и необходимое условие реализации стратегического национального приоритета -повышения качества жизни российских граждан путем гарантирования высоких стандартов жизнеобеспечения» [8].
Основной тренд отрасли - натурализация, то есть спрос и предложение пищевых ингредиентов природного или биотехнологического происхождения растет. Другой вектор развития индустрии пищевых ингредиентов связан с более полным использованием имеющихся растительных ресурсов (глубокая переработка сырья и вторичных сырьевых ресурсов) для получения красителей, подсластителей, антиоксидантов, эмульгаторов, стабилизаторов, вкусоароматических смесей и т.д. [3, 5, 10, 11]. Техническая программа (ФНТП) развития сельского хозяйства на 2017-2025 гг. предусматривает разработку и внедрение технологий, технологических линий и оборудования на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности.
Технико-экономический анализ отрасли показывает, что в сложившихся экономических условиях отечественные конкурентоспособные по критерию «цена - качество производства пищевых ингредиентов и вкусоароматических добавок» должны создаваться на основе учета следующих принципов:
1. Тесное сквозное сотрудничество с соответствующими научными организациями РФ, включая разработку технологий производства, состава добавок, а также рецептур продуктов питания с их использованием.
2. При использовании иностранных инноваций: адаптация их к переработке отечественного натурального сырья, энергоресурсам, инфраструктуре и логистике [2].
3. Применение современных эффективных процессов, таких как экструзия, ба-ромембранные процессы (БМП), ультразвуковая (УЗ), микроволновая (СВЧ) и инфракрасная (ИК) обработка сырья, и создание унифицировано-гибких технологических линий на их основе [1, 4, 12].
4. Внедрение специализированных технологий, позволяющих повысить срок хранения продукции с сохранением ее качества.
Наиболее востребованную группу пищевых добавок составляют вкусоароматические добавки. Согласно анализу рынка, осуществленному компанией Global Market Insight, они занимают около 27 % всех используемых в производстве добавок. По данным консалтинговой компании Reports And Data, в 2019 году мировой рынок пищевых ароматизаторов оценивался в 15,82 млрд долларов и, как ожидается, к 2027 году достигнет 21,08 млрд долларов при среднегодовом темпе роста 5,2 %.
Основная технологическая проблема рассматриваемого сегмента состоит в том, что технология изготовления вкусоароматических добавок, применяемая производителями, основана на смешивании ингредиентов по определенным рецептурам и, при
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
необходимости, сушке, без какой-либо дополнительной обработки, воздействующей на органолептические характеристики продукта [9]. При этом производители сталкиваются с проблемами низкой сыпучести и растворимости, слеживаемости вкусоароматиче-ских добавок, низких сроков годности, необходимости внесения в продукт вкусоарома-тических добавок в высоких дозировках для достижения необходимого уровня органо-лептических показателей.
Цель работы - разработка и обоснование эффективности технологии модификации вкусоароматических добавок, направленной на улучшение их микробиологических, физико-химических и органолептических качеств, в соответствии с современными трендами рассматриваемой отрасли.
Материалы и методы. Экспериментальные исследования проведены сотрудниками компании ООО «Специо» совместно с профильными научными организациями и образовательными организациями высшего образования. В осуществлении испытаний разработанной модифицированной продукции принимали участие ученые Волгоградского государственного технического университета (ВолгГТУ), Поволжского НИИ производства и переработки мясомолочной продукции (ГНУ НИИММП), ВНИИПД -филиала ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН.
Объектами исследований выступили вкусоароматические добавки и мальто-декстрин, являющийся носителем вкусоароматических веществ в указанных добавках. Для модификации мальтодекстрина и вкусоароматических добавок использовано микроволновое (СВЧ) излучение. Разработанная технология модификации защищена патентом РФ на изобретение № 2752494 «Способ модификации вкусоароматических добавок» [7].
Углеводный состав (содержание высших сахаров, триозы, мальтозы, глюкозы, массовая доля редуцирующих веществ в пересчете на сухое вещество) модифицированного в соответствии с разработанной технологией мальтодекстрина, а также вкусо-оароматических добавок определен с применением метода высокоэффективной жидкостной хроматографии. КМАФАнМ в мальтодекстрине до и после СВЧ-обработки определено по методике ГОСТ 10444.15. Отбор и подготовка проб к анализу осуществлены по требованиям ГОСТ 33444, ГОСТ 26929, ГОСТ 26669, ГОСТ 31904. Анализ содержания влаги в образцах мальтодекстрина выполнен в соответствии с требованиями ГОСТ 15113.4. Результаты испытаний обработаны биометрическим методом вариационной статистики с использованием программы «Microsoft Excel».
Гранулометрический состав вкусоароматических добавок определен методом ситового анализа с использованием лабораторных сит с размером отверстий 10 мкм, 20 мкм и 50 мкм. Указанные сита соответствовали требованиям ГОСТ 6613. Оценивание органолептических качеств продуктов питания, изготовленных с использованием модифицированных вкусоароматических добавок, осуществлено по пятибалльной шкале профильными специалистами научных организаций.
Результаты и обсуждение. В результате выполнения исследований технологами компании ООО «Специо» разработана технология модификации вкусоароматиче-ских добавок с использованием микроволнового излучения. Пример реализации указанной технологии представлен в технологической диаграмме на рисунке 1.
Предварительно взвешенные рецептурные ингредиенты вкусоароматических добавок пропускают через растариватель, укомплектованный ситом с магнитоуловите-лем, что позволяет избежать попадания в продукт посторонних металлических примесей. После просеивания сырье попадает из растаривателя в смеситель, в котором поэтапно реализуется процесс смешивания.
***** *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Сухие компоненты / Dry ingredients
Влажные компоненты /
Wet components _I
Приемка / Receiving
Эфирные Масла / Essential — oils Олеорезины / Oleoresins
Просеивание / Screening
Перемешивание//Mixing I
-ï-
Глюкоза /
Glucose
Перемешивание III Mixing II
Мальтодекстрин /
Maltodextrin
_i_
СВЧ обработка /
Microwave
processing
Перемешивание Л//Mixing 1П
СВЧ обработка / Microwave processing
1 '
Упаковывание / Packaging —
1 '
Хранение 5-20°С, 36 мес. / Storage 5-20°С, 36 months
• Фосфаты / Phosphates -Глутамат / glutamate Крахмал / starch-* Аскорбиновая кислота / ascorbic acid
Этикетка/ Label
Трехслойный пакет / Three-layer bag
Мешок многослойный '-Бумажный / multilayer paper bag
Рисунок 1 - Технологическая диаграмма производства вкусоароматической добавки Figure 1 - Technological diagram of the production of flavoring additives
В случае изготовления вкусоароматических добавок, в производстве которых используют не только сухие, но и жидкие компоненты, как показано на рисунке 1, применяют смесители, содержащие в своей конструкции форсунки ввода жидкости. В качестве жидких компонентов, как правило, выступают эфирные масла и олеорезины.
Впрыск жидких компонентов осуществляют на первом этапе смешивания. Второй этап представляет собой перемешивание полученного полуфабрикатного продукта с предварительно подготовленными по инновационной технологии мальтодекстрина-ми. Процесс предварительной подготовки включает обработку мальтодекстринов СВЧ-излучением в течение 15 минут при частоте 2,45 ГГц. Облучение крахмалопродуктов в СВЧ-установке приводит к активации и разрыву а- (1^6) и а- (1^4) связей [7]. Повышение молекулярной подвижности системы при нагревании способствует частичному распаду гранул крахмалопродуктов. Молекулярные изменения при СВЧ-обработке проиллюстрированы рисунком 2.
На третьем этапе смешивания в смеситель вносят оставшиеся ингредиенты вку-соароматических добавок. Время смешивания на каждом этапе определяют в зависимости от равномерности распределения ингредиентов.
Преобразование молекулярной структуры и гранул мальтодекстринов приводит к увеличению сыпучести и снижению слеживаемости готовых вкусоароматических добавок. Сопутствующее указанным изменениям увеличение площади поверхности мальто-
***** И£ЗВЕСТ^£^1 *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
декстринов способствует более равномерному распределению вкусоароматических веществ и снижению дозировки добавок в рецептурах пищевых продуктов. В СВЧ-установке допустимо обрабатывать не только мальтодекстрин, но и другие крахмалопродукты, если это предусмотрено рецептурой и технологией производства конкретной добавки.
Рисунок 2 - Молекулярные изменения при СВЧ-обработке Figure 2 - Molecular changes during microwave processing
После смешивания подготовленный полуфабрикатный продукт в соответствии с разработанной технологией подвергается повторной микроволновой обработке для деконтаминации смеси. СВЧ-обработку ведут до достижения температуры в толще продукта 100 °С.
В качестве вариантов реализации инновационной технологии можно обрабатывать только сырье для его декстринизации или только готовую продукцию для деконтаминации. Однако максимальный эффект достигается при комбинировании способов обработки в соответствии со схемой на рисунке 1.
Готовые вкусоароматические добавки охлаждают до 20-25 °С и упаковывают в герметичную тару. Увеличенные до 36 месяцев сроки хранения возможны благодаря снижению микробной обсемененности продукции в результате СВЧ-обработки.
Допустимо производить по разработанной технологии вкусоароматические добавки другого количественного и/или качественного состава, в том числе предполагающие смешивание только сухих компонентов. Методика, включающая СВЧ-обработку, является универсальной, то есть применимой во всех технологиях, предполагающих декстринизацию как один из технологических процессов.
***** И£ЗВЕСТ^£^1 *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Технологами ООО «Специо» разработаны вкусоароматические добавки для мясной, молочной и кондитерской промышленности, технологией производства которых предусмотрена обработка микроволновым излучением на разных стадиях технологического процесса. По предлагаемым технологиям для каждой добавки подобраны оптимальные время облучения, частота, а также место в технологическом процессе (обработка мальтодекстрина или крахмала перед смешиванием, продукта перед фасовкой), что обеспечивает наилучшие органолептические и технологические характеристики каждого продукта.
В проведенном исследовании образец мальтодекстрина с декстрозным эквивалентом 10 обработан СВЧ-излучением в рабочей камере с двумя магнетронам при частоте 2,45 ГГц и мощности 100 Вт до достижения температуры в толще продукта 100 °С. Исследование проведено во ВНИИПД - филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова». Результаты испытаний мальтодекстрина при различном времени обработки и без нее представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Результаты испытаний мальтодекстрина / Table 1 - Maltodextrin test results
Показатель / Indicator Время экспонирования, мин. / Exposure time, min.
0 15 30 50
КМАФАнМ, КОЕ / г / QMAFAnM, CFU / g 9000 ± 50 0 0 0
Влажность, % / Humidity, % 5,8 ± 0,04 4,8 ± 0,04 4,0 ± 0,07 3,7 ± 0,09
Массовая доля редуцирующих веществ в пересчете на сухое вещество, % / Mass fraction of reducing substances in terms of dry matter, % 12,3 ± 0,06 24,5 ± 0,06 29,7 ± 0,09 32,2 ± 0,10
Высшие сахара, % / Higher sugars, % 93,7 ± 0,04 79,9 ± 0,05 64,2 ± 0,06 58,2 ± 0,11
Триоза, % / Triose, % 4,2 ± 0,05 10,4 ± 0,05 18,3 ± 0,09 21,0 ± 0,10
Мальтоза, % / Maltose, % 1,9 ± 0,07 8,9 ± 0,08 15,6 ± 0,11 17,5 ± 0,11
Глюкоза, % / Glucose, % 0,2 ± 0,06 0,8 ± 0,07 1,9 ± 0,09 3,3 ± 0,10
По результатам анализа данных таблицы 1 отмечено, что обработка мальтодекстрина СВЧ-излучением приводит к его стерилизации и повышению содержания редуцирующих веществ. Последнее отражает глубину декстринизации. Более глубокая декстринизация ведет к уменьшению размера полимерных молекул и увеличению площади поверхности маль-тодекстрина, что может быть значимо при использовании его в качестве носителя вкусоаро-матических веществ. При пятидесятиминутной обработке СВЧ-излучением содержание редуцирующих сахаров в пересчете на сухое вещество возрастает на 19,9 % по сравнению с необработанной добавкой. Влажность мальтодекстрина при этом же времени экспонирования уменьшается на 2,1 %, что характеризует относительно незначительные потери продукта в ходе микроволновой обработки.
Вкусоароматические добавки «Сладкие сливки» и «Докторская», содержащие 70 % и 65 % мальтодекстрина соответственно, обработанные СВЧ-излучением после смешивания, исследованы в Поволжском НИИ производства и переработки мясомолочной продукции (ГНУ НИИММП). Результаты испытаний вкусоароматических добавок при различном времени обработки и без нее представлены в таблице 2.
Анализ результатов определения массовой доли редуцирующих веществ подтверждает возможность эффективной декстринизации мальтодекстринов при обработке их СВЧ-излучением в смеси с другими компонентами вкусоароматических добавок. Массовая доля редуцирующих веществ при пятидесятиминутной обработке вкусоароматических добавок «Сладкие сливки» и Комбимит «Докторская» возрастает на 11,5 и 10,2 % соответственно. Остаток вкусоароматических добавок на ситах 50 мкм, 20 мкм и 10 мкм при времени СВЧ-обработки 50 минут снижается на 3-4, 4-7 и 5-7 % соответственно.
***** И£ЗВЕСТ^£^1 *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Таблица 2 - Результаты испытаний вкусоароматических добавок _Table 2 - Test results of flavoring additives_
Показатель / Indicator Наименование вкусоароматической добавки / Name of flavor additive
Сладкие сливки/ Sladkie slivki Комбимит Докторская / Kombimit Doctorskaya
Время экспонирования, мин. / Exposure time, min. 0 15 30 50 0 15 30 50
Влажность, % / Humidity, % 11,70 ± 0,06 8,50 ± 0,07 6,40 ± 0,06 5,00 ± 0,12 10,6 ± 0,05 6,0 ± 0,05 4,5 ± 0,06 3,7 ± 0,10
КМАФАнМ, КОЕ / г / QMAFAnM, CFU / g 60 ± 10 0 0 0 100±10 0 0 0
Массовая доля редуцирующих веществ в пересчете на сухое вещество, % / Mass fraction of reducing substances in terms of dry matter, % 5,6 ± 0,05 11,7 ± 0,07 15,3 ± 0,07 17,1 ± 0,09 5,0 ± 0,06 11,3 ± 0,08 14,0 ± 0,09 15,2 ± 0,09
Остаток на сите 50 мкм, % / Residue on sieve 50 pm, % 10 ± 0,1 9 ± 0,1 8 ± 0,3 7 ± 0,3 13 ± 0,1 11 ± 0,2 10 ± 0,2 9 ± 0,3
Остаток на сите 20 мкм, % / Residue on sieve 20 pm, % 52 ± 0,1 50 ± 0,1 47 ± 0,2 45 ± 0,2 51 ± 0,2 49 ± 0,3 49 ± 0,4 47 ± 0,4
Остаток на сите 10 мкм, % / Residue on sieve 10 pm, % 61 ± 0,1 57 ± 0,2 56 ± 0,3 56 ± 0,3 65 ± 0,3 62 ± 0,3 60 ± 0,3 58 ± 0,4
Потери влаги в случае обработки СВЧ-излучением готовой смеси выше по сравнению с потерями влаги при обработке сырья. Содержание влаги в добавках «Сладкие сливки» и Комбимит «Докторская» при пятидесятиминутной обработке снизилось на 6,7 и 6,9 % соответственно. Исследование КМАФАнМ позволило подтвердить стерилизацию смесей уже при пятнадцатиминутной обработке. Разработанные ООО «Специо» технологии модификации применимы при изготовлении вкусоароматических добавок, предназначенных для различных отраслей пищевой промышленности.
Рисунок 3 - Органолептическая оценка кексов, приготовленных с использованием добавки «Сладкие сливки»
Figure 3 - Organoleptic evaluation of cupcakes prepared with the use of «Sladkie slivki» additive
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Оценка, баллы / Evaluation, points
Время экспонирования, мин. /Exposure time, min.
Рисунок 4 - Органолсптичсская оценка колбасы вареной «Докторская», изготовленной с использованием добавки Комбимит «Докторская»
Figure 4 - Organoleptic evaluation of boiled sausage «Doctorskaya», made using the additive
Kombimit «Doctorskaya»
Органолептические качества модифицированных вкусоароматических добавок оценены посредством изготовления с последующим дегустированием пищевых продуктов, содержащих указанные добавки. Дегустирование осуществлено при участии сотрудников Поволжского НИИ производства и переработки мясомолочной продукции (ГНУ НИИММП). Для оценки вкусоароматических добавок «Сладкие сливки» и Комбимит «Докторская» произведены кексы и колбаса вареная «Докторская» соответственно. Результаты указанных дегустаций представлены на рисунках 3 и 4.
Все изготовленные образцы пищевых продуктов высоко оценены дегустаторами. Лучшие органолептические показатели отмечены у образцов, содержащих вкусоарома-тические добавки, обработанные в СВЧ-установке в течение 15 минут.
В ряду прочих исследований отдельно следует выделить сравнительный анализ цен модифицированных добавок ООО «Специо» и традиционных вкусоароматических добавок европейских производителей, таких как ООО «Альми», ООО «Фрутаром Этол», который представлен в таблице 3. По цене пищевые добавки ООО «Специо» превосходят европейские аналоги, что может способствовать интенсивному импортозамещению.
_Таблица 3 - Сравнительный анализ цен / Table 3 - Comparative analysis of prices_
Наименование добавки / Additive name Производитель / Manufacturer Цена, р./кг / Price, rub./kg
без обработки / without processing с обработкой* / with processing
1 2 3 4
Комбимит Докторская / Combimit Doktorskay ООО «Специо» / Spezio LLC 550 585
КПД Докторская Комби 7408 / KPD Doktorskaya Kombi 7408 ООО «Альми» / Almi LLC 800 -
Комбимилк Сливки / Kombimilk Slivki ООО «Специо» / Spezio LLC 430 450
Ароматизатор пищевой Сливки 02780 / Food Flavor Slivki 02780 ООО «Фрутаром» / Frutarom LLC 450 -
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Окончание таблицы 3
1 2 3 4
Комбикейк Ваниль / Kombicajk Vanil ООО «Специо» / Spezio LLC 460 475
Ароматизатор пищевой Ваниль 02631 / Food Flavor Vanil 02631 ООО «Фрутаром Этол»/ Frutarom Etol LLC 510 -
Комбикейк Миндаль / Kombikajk Mindal ООО «Специо» / Spezio LLC 450 465
Ароматизатор пищевой Миндаль 01324 /Food Flavor Mindal 01324 ООО «Фрутаром Этол»/ Frutarom Etol LLC 470 -
* - для продукции ООО «Специо»
* - for the products of Spezio LLC
Выводы. В результате выполнения научно-исследовательской работы сотрудниками компании ООО «Специо» совместно с профильными научными организациями разработана инновационная технология модификации вкусоароматических добавок, экспериментально обоснована эффективность использования в указанных технологиях микроволнового излучения. Предлагаемые стадии облучения осуществляют до смешивания компонентов или после него. При этом в результате обработки СВЧ-излучением вкусоароматических добавок наблюдается улучшение их микробиологических, физико-химических и органолептических свойств.
Подтверждено снижение размеров частиц мальтодекстринов при обработке их СВЧ-излучением, в том числе в составе смесей комплексных добавок. Указанный фактор способствует увеличению сыпучести, снижению слеживаемости, интенсификации вкусоароматических свойств пищевых добавок. Остаток вкусоароматических добавок на ситах 50 мкм, 20 мкм и 10 мкм с увеличением времени экспонирования уменьшается. При максимальном времени СВЧ-обработки 50 минут разница с необработанным образцом составляет 3-4, 4-7 и 5-7 % соответственно.
Повышение массовой доли редуцирующих веществ с увеличением времени обработки образцов свидетельствует об эффективной декстринизации мальтодекстринов в процессе их облучения. Содержание редуцирующих сахаров в мальтодекстрине при пятидесятиминутной обработке возрастает на 19,9 % по сравнению с необработанной добавкой.
Деконтаминация, являющаяся одним из эффектов обработки, обеспечивает микробиологическую чистоту пищевых добавок и увеличение их сроков хранения до 36 месяцев. Добавки, выработанные по инновационной технологии компанией ООО «Специо», выгодно отличаются по цене от европейских аналогов, что наряду с органолептическими, физико-химическими и микробиологическими преимуществами, обеспечивает их конкурентоспособность.
Поскольку физически модифицированные мальтодекстрины, входящие в состав модифицированных вкусоароматических добавок, не кодифицируются в INS, разработанная технология следует потребительскому тренду на натурализацию пищевых продуктов. Основные принципы, характерные для пищевой промышленности, нашли отражение в проведенном исследовании. СВЧ-обработка является современным эффективным процессом, способствует более глубокой переработке пищевого сырья, а также повышению сроков хранения продукции. Качественное улучшение вкусоароматиче-ских добавок за счет повышения их сыпучести, растворимости, снижения слеживаемо-
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
сти и дозировки внесения в пищевые продукты ведет к продлению активной фазы жизненного цикла добавки, содержащей в своем составе продукты модификации крахмала. Разработки выполнены с привлечением сотрудников профильных высших учебных заведений и научных организаций РФ.
Библиографический список
1. Андреев Н. Р., Лукин Д. Н., Гольдштейн В. Г. Новые исследования в области химии, технологии и маркетинга крахмала и крахмалопродуктов о международной конференции «Химия и технология крахмала» г. Детмольд, Германия // Пищевая промышленность. 2017. № 1. С. 25-31.
2. Апалькова Г. Д., Попова Н. В., Лискунова А. Д. Подходы к формированию рынка пищевых продуктов нового формата // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые биотехнологии. 2020. № 4. С. 5-12.
3. Голубев В. С., Беркович М. И. Здоровое питание: восприятие, динамика, популяризация // Теоретическая экономика. 2020. № 3. С. 98-104.
4. Инновационная технология переработки молочной сыворотки с использованием модифицированного крахмала / И. Ф. Горлов [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. 2018. № 2. С. 58-61.
5. Новый подход при разработке продукции для предприятий индустрии питания / М. С. Куракин [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2021. № 3. С. 434-448.
6. Опыт Европейского Союза о реализации целей устойчивого развития в сельском хозяйстве и возможности его применения в России / Н. А. Довготько [и др.] // Международный сельскохозяйственный журнал. 2021. № 1 (379). С. 74-80.
7. Способ модификации вкусоароматических добавок: пат. 2752494 РФ, МПК A23L 27/00 / К. В. Шешнев; заявитель и патентообладатель ООО «Специо». № 2021105046/21; заявл. 28.02.2021, опубл. 28.07.2021, Бюл. № 22.
8. Тихомирова В. А. Реализация доктрины продовольственной безопасности России: Оценка и перспективы развития // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экономика. 2020. № 4. С. 751-764.
9. Ферментативный гидролиз экструдированного кукурузного крахмала в условиях высокой концентрированной среды / А. Ю. Шариков [и др.] // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2020. № 21 (4). С. 425-433.
10. Kingsley M. Clean-Label Starch Innovations Are Quickly Expanding Applications for Food, Beverage Formulators // Nutritional Outlook. 2018. Vol. 20. P. 36-46.
11. Shinjae P., Kim Y.-R. Clean label starch: production, physicochemical characteristics, and industrial applications // Food Sci Biotechnol. 2021. № 30 (1). P. 1-17.
12. Zhongquan S., Xiangli K. Physical Modifications of Starch // Singapore: Springer Nature Singapore Pte Ltd, 2018. 174 p.
Conclusions. As a result of the research work, the employees of the Spetsio LLC company, together with specialized scientific organizations, developed an innovative technology for modifying flavoring additives, and the efficiency of using microwave radiation in these technologies was experimentally substantiated. The proposed stage of irradiation is carried out before mixing the components or after it. At the same time, as a result of the processing of flavoring additives by microwave radiation, an improvement in their microbiological, physi-cochemical and organoleptic properties is observed.
A decrease in the particle size of maltodextrins was confirmed when they were treated with microwave radiation, including as part of mixtures of complex additives. This factor contributes to an increase in flowability, a decrease in caking, and an intensification of the flavoring properties of food additives. An increase in the mass fraction of reducing substances with an increase in the processing time of the samples indicates the effective dextrinization of maltodextrins during their irradiation. Decontamination, which is one of the processing ef-
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
fects, ensures the microbiological purity of food additives and increases their shelf life up to 36 months. The additives produced by the innovative technology of Spetsio LLC compare favorably in price with European analogues, which, along with organoleptic, physicochemical and microbiological advantages, ensures their competitiveness.
Since physically modified maltodextrins, which are part of modified flavoring additives, are not codified in the INS, the developed technology follows the consumer trend towards the naturalization of food products. The basic principles characteristic of the food industry are reflected in the study. Microwave processing is a modern, efficient process that promotes deeper processing of food raw materials, as well as increasing the shelf life of products. Qualitative improvement of flavoring additives by increasing their flowability, solubility, reducing caking and the dosage of adding to food products leads to an extension of the active phase of the life cycle of an additive containing starch modification products in its composition. The developments were carried out with the involvement of employees of specialized higher educational institutions and scientific organizations of the Russian Federation.
Decontamination, which is one of the processing effects, ensures the microbiological purity of food additives and increases their shelf life up to 36 months. The additives produced by the innovative technology of Spetsio LLC compare favorably in price with European analogues, which, along with organoleptic, physicochemical and microbiological advantages, ensures their competitiveness.
Since physically modified maltodextrins, which are part of modified flavoring additives, are not codified in the INS, the developed technology follows the consumer trend towards the naturalization of food products. The basic principles characteristic of the food industry are reflected in the study. Microwave processing is a modern, efficient process that promotes deeper processing of food raw materials, as well as increasing the shelf life of products. Qualitative improvement of flavoring additives by increasing their flowability, solubility, reducing caking and the dosage of adding to food products leads to an extension of the active phase of the life cycle of an additive containing starch modification products in its composition. The developments were carried out with the involvement of employees of specialized higher educational institutions and scientific organizations of the Russian Federation.
References
1. Andreev N. R., Lukin D. N., Gol'dshtejn V. G. Novye issledovaniya v oblasti himii, tehnologii i marketinga krahmala i krahmaloproduktov o mezhdunarodnoj konferencii "Himiya i tehnologiya krahmala" g. Detmol'd, Germaniya // Pischevaya promyshlennost'. 2017. № 1. P. 25-31.
2. Apal'kova G. D., Popova N. V., Liskunova A. D. Podhody k formirovaniyu rynka pischevyh produktov novogo formata // Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Pischevye biotehnologii. 2020. № 4. P. 5-12.
3. Golubev V. S., Berkovich M. I. Zdorovoe pitanie: vospriyatie, dinamika, populyarizaciya // Teoreticheskaya jekonomika. 2020. № 3. P. 98-104.
4. Innovacionnaya tehnologiya pererabotki molochnoj syvorotki s ispol'zovaniem modificiro-vannogo krahmala / I. F. Gorlov [i dr.] // Hranenie i pererabotka sel'hozsyr'ya. 2018. № 2. P. 58-61.
5. Novyj podhod pri razrabotke produkcii dlya predpriyatij industrii pitaniya / M. S. Kurakin [i dr.] // Tehnika i tehnologiya pischevyh proizvodstv. 2021. № 3. P. 434-448.
6. Opyt Evropejskogo Soyuza o realizacii celej ustojchivogo razvitiya v sel'skom hozyajstve i vozmozhnosti ego primeneniya v Rossii / N. A. Dovgot'ko [i dr.] // Mezhdunarodnyj sel'skohozyajst-vennyj zhurnal. 2021. № 1 (379). P. 74-80.
7. Sposob modifikacii vkusoaromaticheskih dobavok: pat. 2752494 RF, MPK A23L 27/00 / K. V. Sheshnev; zayavitel' i patentoobladatel' OOO "Specio". № 2021105046/21; zayavl. 28.02.2021, opubl. 28.07.2021, Byul. № 22.
8. Tihomirova V. A. Realizaciya doktriny prodovol'stvennoj bezopasnosti Rossii: Ocenka i perspektivy razvitiya // Vestnik Rossijskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Jekonomika. 2020. № 4. P.751-764.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
9. Fermentativnyj gidroliz ]kstrudirovannogo kukuruznogo krahmala v usloviyah vysokoj koncentrirovannoj sredy / A. Yu. Sharikov [i dr.] // Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2020. № 21 (4). P. 425-433.
10. Kingsley M. Clean-Label Starch Innovations Are Quickly Expanding Applications for Food, Beverage Formulators // Nutritional Outlook. 2018. Vol. 20. P. 36-46.
11. Shinjae P., Kim Y.-R. Clean label starch: production, physicochemical characteristics, and industrial applications // Food Sci Biotechnol. 2021. № 30 (1). P. 1-17.
12. Zhongquan S., Xiangli K. Physical Modifications of Starch // Singapore: Springer Nature Singapore Pte Ltd, 2018. 174 p.
Author's Information
Sheshnev Kirill Vadimovich, director of Spezio LLC (400075, Volgograd region, Volgograd, Krasnopolyan-skaya st., 72 D, room 11), e-mail: hello@spezio.ru.
Martynov Anton Andreevich, technologist of Spezio LLC (400075, Volgograd region, Volgograd, Kras-nopolyanskaya st., 72 D, room 11), e-mail: martaa19944991@mail.ru.
Slozhenkina Marina Ivanovna, Doctor of Biological Sciences, Professor of the Department of Food Production Technologies, Volgograd State Technical University, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences (Russia, 400005, Volgograd, Lenin Ave., 28), e-mail: tpp@vstu.ru
Selezneva Ekaterina Anatolyevna, Senior Lecturer, Department of Food Production Technology, Volgograd State Technical University (Russia, 400005, Volgograd, Lenin Ave., 28), e-mail: sea@vstu.ru.
Информация об авторах
Шешнев Кирилл Вадимович - директор ООО «Специо» (400075, Волгоградская обл., г. Волгоград, ул. Краснополянская д. 72 Д, каб. 11), e-mail: hello@spezio.ru.
Мартынов Антон Андреевич, технолог ООО «Специо» (400075, Волгоградская обл., г. Волгоград, ул. Краснополянская д. 72 Д, каб. 11), e-mail: martaa19944991@mail.ru.
Сложенкина Марина Ивановна, доктор биологических наук, профессор кафедры «Технологии пищевых производств» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет», член-корреспондент РАН (Россия, 400005, Волгоград, пр. им. Ленина, 28), e-mail: tpp@vstu.ru Селезнева Екатерина Анатольевна, старший преподаватель, кафедра «Технология пищевых производств» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет» (Россия, 400005, Волгоград, пр. им. Ленина, 28), e-mail: sea@vstu.ru.
DOI: 10.32786/2071-9485-2022-01-32 DETERMINATION OF THE RELATIONSHIP BETWEEN THE OCCURRENCE OF MASTITIS IN COWS WITH DIFFERENT NUMBERS OF LACTATIONS
Zh. Sh. Ushakova1, V. D. Kocharyan1, M. A. Ushakov1, A. V. Filatova2
1 Volgograd State Agrarian University, Vilgograd 2Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilov, Saratov
Received 07.10.2021 Submitted 24.01.2022
Abstract
Introduction. The reasons leading to a decrease in milk yield are the manifestations of various types of mastitis, which, in the end, can become the main reason for the further culling of livestock. The available data obtained in the course of the study make it possible to better understand the cause of mastitis and the effect of lactation frequency, as well as the need to use informative diagnostic methods in the practice of veterinarians at dairy enterprises in the Volgograd region. The aim of the study was to study the relationship between the occurrence of mastitis in cows of different lactation, compare the data obtained and identify patterns in the dynamics of changes in these indicators. Object. The studies were carried out on Holstein cows. Materials and methods. The studies were carried out in the period 2018-2020 at the farm of Limited Liability Company - Agricultural Enterprise «Donskoe» of the Kalachevsky district of the Volgograd region. The study involved 300 heads of lactating cows.Results and conclusions. Having studied the state of the livestock for the period 2017-2020. It can be noted that the total number of heifers increased 2.2
