CC BY
18УДК 664.8.022.1
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРОДУКТА «АЦИДОЛАКТ
STUDY OF TECHNOLOGICAL PROCESS OF PRODUCING FUNCTIONAL PRODUCT «ATSIDOLAKT»
Гербер Ю. Б., доктор технических наук, профессор;
Гаврилов А. В., кандидат технических наук, доцент; Киян Н. С., магистрант; Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»
Gerber Y. B., Doctor of Technical Sciences, Professor;
Gavrilov A. V., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; Kiyan N. S., Master student; Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»
В статье приведены результаты эксперимента, в котором определено приемлемое значение температуры пастеризации при производстве продукта Ацидолакт; приемлемое значение давления гомогенизации исходного сырья; приемлемое значение температуры сквашивания продукта, а так же проведена органолептическая оценка продукта, определена его вязкость. Наивысшую суммарную оценку экспертов получил продукт с лак-тулозой, сквашенный при Т = +42°С; оптимальная вязкость продукта без лактулозы достигается также при температуре сквашивания + 42°С.
Ключевые слова: ацидолакт, пастеризация, гомогенизация, сквашивание, лактулоза, вязкость.
In the experiment that has been carried out, whereby it was found that the optimum temperature of pasteurization in the production of the product should be Atsidolakt - 86 °C; optimal homogenization pressure - P = 13MPa; optimum temperature fermentation of the product - 42 °C, as well as the viscosity and organoleptic evaluation of the product. The highest total score of experts received the product with lactulose fermented at T = +42 °C; optimal product viscosity without lactulose is also achieved at a temperature of fermentation + 42 °C.
Keywords: atsidolakt, pasteurization, homogenization, souring, lactulose, viscosity.
Введение. Благодаря своей ощутимой пользе и относительно низкой себестоимости, функциональный продукт «Ацидолакт» 2,5% с использованием биологически активной добавки лактулозы становится все более популярным молочным продуктом. Основным положительным качеством данного продукта является его натуральность, а именно: отказ от искусственных добавок, ароматизаторов, красителей, консервантов и ГМО. Его сбалансированный состав и
положительное воздействие на основные системы организма человека позволяют отнести «Ацидолакт» к функциональным продуктам.
В настоящее время данный продукт не получил пока широкого распространения. Отсутствуют данные по его апробации, нет отработанной технологии его производства. На АО «Тульский молочный комбинат» производят пробные партии продукта ацидолакт «Божья коровка» 2,5%, с сахаром и лакту-лозой по ТУ 9222-388-00419785-05.
Производители утверждают, что этот продукт имеет ряд преимуществ, а именно: обладает противовоспалительным действием, стимулирует синтез витаминов, активизирует процессы очищения организма, нейтрализует токсины и побочные действия пищевых и лекарственных препаратов, препятствует росту раковых клеток. Кроме того, ацидолакт стимулирует и улучшает обмен веществ, работу пищеварительного тракта и печени, помогает в лечении дис-бактериоза у детей и взрослых, используется для питания детей с 4-6 месяцев.
Материал и методы исследований. Для изучения особенностей получения данного продукта и усовершенствования технологии его получения в лаборатории кафедры технологии производства и переработки продукции животноводства Академии биоресурсов и природопользования КФУ имени В. И. Вернадского проведен эксперимент.
Программа эксперимента. Цель: усовершенствование технологии производства продукта «Ацидолакт» с применением биологически активной добавки лактулозы и оптимизации температуры сквашивания.
Задачи эксперимента:
- выбор приемлемого значения температуры пастеризации для производства продукта, исследование эффективности гомогенизации;
- выработка двух образцов продукта Ацидолакт с лактулозой и без, при разных температурах сквашивания. Экспериментальное сравнение образцов и определение приемлемого значения температуры сквашивания по динамике изменения кислотности и времени сквашивания;
сравнительная органолептическая оценка образцов продукта, исследование коэффициента вязкости.
Методика проведения эксперимента - выработали 2 образца продукта Ацидолакт с лактулозой и без, при разных температурах сквашивания - +36, +38, +40 и +42 °С.
Порядок получения образца 1 (Ацидолакт):
1. Нормализация смеси до массовой доли жира 2,5%.
2. Гомогенизация, t = +55-60 °С, Р=13±1,5МПа.
3. Пастеризация и охлаждение смеси. Нормализованная смесь пастеризуется при температуре +86 ±2 °С с выдержкой от 15 до 20 секунд. После пастеризации смесь охлаждается до температуры заквашивания. Опыт проведен для всех указанных значений температуры заквашивания.
Порядок получения образца 2 (Ацидолакт с лактулозой):
1. Нормализация смеси до массовой доли жира 2,5%.
2. Гомогенизация, t = +55-60°С, Р=13±1,5МПа.
3. Пастеризация и охлаждение смеси. Нормализованная смесь пастеризуется при температуре +86 ±2 °С с выдержкой от 15 до 20 секунд. После пастеризации смесь охлаждается до температуры заквашивания. Опыт проведен для всех указанных значений температуры заквашивания.
Гомогенизация. Эффективность гомогенизации молока определяем методом микроскопии. Для этого на предметное стекло наносим каплю гомогенизированного молока, накрываем покровным стеклом и помещаем под Поляризационный микроскоп ОРТА-ТЕСН.
По данным разных авторов, средний размер жировых шариков в молоке при гомогенизации с давлением 10 МПа варьируется от 1,23-1,91 нм; а при гомогенизации с давлением 13 МПа - от 0,91-1,32 нм. Сравнив два образца молока, со слабой гомогенизацией и заданной (Р=13 МПа), мы наблюдаем, что при повышении давления гомогенизации уменьшается средний размер жировых шариков и они равномерно распределены в плазме молока.
В результате сделан вывод о том, что гомогенизация непосредственно влияет на жировую фазу молока, а значит, оказывает существенное влияние на конечную консистенцию и вязкость продукта.
Пастеризация. Оптимальная температура пастеризации +86±2 °С с выдержкой от 10 до 15 минут. Данный температурный режим был выбран согласно проведенным ранее исследованиям [1].
В данном исследовании проведен отбор проб при 5 значениях температуры пастеризации (^=74 оС; ^=78 оС; tз=82 оС; ^=86 оС; ^=90 оС). Заквашивали кисломолочный продукт в термостате при указанных выше значениях температур в диапазоне +36-42 оС до образования сгустка с требуемой титруемой кислотностью: 80-100 °Т.
В результате были получены следующие данные:
- в диапазоне значений температуры пастеризации t = +74-78 оС кислотность росла медленно, процесс неуправляем;
- в диапазоне значений t = +78-82 оС кислотность росла динамичнее, процесс протекал более стабильно;
- в диапазоне значений t = +82-86° С наблюдалось динамичное течение процесса, рост кислотности достигался в максимально короткое время;
- при температуре более +86 оС значительных изменений не наблюдалось; пастеризация при высоких значениях температуры в промышленном производстве нецелесообразна в связи с высокими энергетическими затратами [2].
Каждые 30 минут образцы подвергались измерениям кислотности и по полученным данным были построены графики динамики нарастания кислотности в обоих образцах продукта, и определено время сквашивания исследуемых образцов.
Определение кислотности. Кислотность определяли согласно ГОСТ 3624-92. Молоко и молочные продукты. Титрометрические методы определения кислотности.
Результаты и обсуждение. Полученные данные исследований приведены в (таблице 1).
Таблица 1. Динамика изменения кислотности продукта по времени сквашивания
Кислотность образцов, °Т Время, ч
Тскв. =+36 °С Тскв. =+38°С Тскв. =+40°С Тскв. =+42°С
Ацид. Ац.лакт. Ацид. Ац.лакт. Ацид. Ац.лакт. Ацид. Ац.лакт.
18 18 17 17 18 18 19 20 0,50
18 18 17 18 19 21 21 22 1,00
19 19 17 18 21 24 23 24 1,50
21 23 18 19 23 26 28 30 2,00
28 31 22 25 33 36 35 37 2,50
36 38 34 36 48 49 47 49 3,00
45 47 47 49 61 63 59 63 3,50
53 56 58 58 72 75 72 75 4,00
62 62 74 76 83 86 87 89 4,50
73 75 85 87 - - - - 5,00
86 88 - - - - - - 5,50
По результатам исследования также были построены графики динамики нарастания кислотности при различных значениях температуры сквашивания (рис. 1-4).
О -1-1———————————I— о ^——————————-
0,00 0,30 1,00 1,30 2,00 2,30 3,00 3,30 4,00 4,30 5,00 3,30 0,00 0,30 1,00 1,30 2,00 2,30 ЗДО 3,30 4,00 4,30 5,00
Время сквашивания, ч г^ргля сявашнвачня, ч
Рисунок 1. График динамики нараста- Рисунок 2. График динамики нарастания кислотности при T =36 °С ния кислотности при T =38 °С
■ скв. ■ скв.
Сравнив графики, можно сделать вывод, что наиболее приемлемое значение температуры сквашивания составляет +42°С. Процесс нарастания кис-
лотности протекает динамично, в максимально короткое время (4 ч. 15 мин). Повышать температуру нецелесообразно, потому что процесс будет энергозатратным [3], а для осуществления поставленной задачи, сквашивания продукта, t=+42 оС является достаточной.
Вре™ ОШШИШИЯ, Ч ВК1Н !КЫ1ЛИЫНШ, ч
Рисунок 3. График динамики нараста- Рисунок 4. График динамики нарастания кислотности при T =40°С ния кислотности при T =42 °С
■ скв. ■ скв.
Сравнив графики, можно сделать вывод, что наиболее приемлемое значение температуры сквашивания составляет +42°С. Процесс нарастания кислотности протекает динамично, в максимально короткое время (4 ч. 15 мин). Повышать температуру нецелесообразно, потому что процесс будет энергозатратным [3], а для осуществления поставленной задачи, сквашивания продукта, t = +42 оС является достаточной.
Вязкость. Качество кисломолочного продукта, в частности его вязкость зависит от своевременного прекращения процесса сквашивания, начала перемешивания и условий охлаждения. Правильная оценка консистенции сгустка и точное определение момента его готовности перед перемешиванием представляют особую важность. Обычно момент готовности продукта устанавливают визуально по получению сгустка с достаточной плотностью, а также по показателям вязкости и кислотности.
Вязкость определяли по времени истечения готовых образцов продукта при температуре +20 °С из специального капиллярного вискозиметра, вместимостью 100 см3, с выходным отверстием диаметром 5 мм.
С требуемой вязкостью получился продукт без лактулозы, при Тскв= +42 °С. Время истечения продукта составило 21,3 сек.
Органолептическая оценка. Была проведена дегустация обоих образцов продукта: с лактулозой и без при разных температурах сквашивания.
Оценивались органолептические показатели в готовых образцах продукта (цвет, вкус, запах, консистенция). Для органолептической характеристики исследуемых образцов использовали десятибалльную шкалу оценки, включающую основные органолептические показатели, полученные путём экспертной оценки.
Кисломолочные продукты по органолептическим характеристикам должны соответствовать требованиям, указанным в (табл. 2).
Таблица 2. Органолептические показатели готового продукта «Ацидолакт»
Наименование показателя Характеристика
Внешний вид и консистенция Однородная консистенция, в меру вязкая, слегка тянущаяся, с нарушенным сгустком при резервуарном способе производства, с ненарушенным сгустком - при термостатном способе.
Вкус и запах Чистые, кисломолочные, без посторонних запахов и привкусов
Цвет Белый, с кремовым оттенком, равномерный по всей массе
Выводы. В результате проведенного эксперимента установлено:
1. Наиболее приемлемое значение температуры пастеризации при производстве продукта Ацидолакт составляет +86 °С, при которой наблюдалось динамичное течение процесса, рост кислотности достигался в максимально короткое время;
2. Наиболее приемлемое значение давления гомогенизации составляет Р = 13 МПа, при котором уменьшается средний размер жировых шариков, они равномерно распределены в плазме молока, получаемый продукт имеет хорошую консистенцию и вкус.
3. Наиболее приемлемое значение температуры сквашивания продукта составляет +42 °С, требуемая кислотность достигается в максимально короткое время (4 ч. 10 мин.).
4. Органолептическая оценка и вязкость. Наивысшую суммарную оценку экспертов получил продукт с лактулозой, сквашенный при Т = +42°С; необходимая вязкость продукта без лактулозы достигается также при температуре сквашивания +42 °С.
Список использованных источников:
1. Гербер Ю. Б., Гаврилов О. В., Вербицький О. П. OnrnMi3a^H тепло-вих npo^ciB переробки молока / 36ip-ник наукових праць ПФ НУБЛ Укра!-ни «Кримський агротехнолопчний ушверситет». Вип. 156 (техшчш науки). - Смферополь, 2013. - С. 6-13.
References:
1. Gerber Y. B., Gavrilov O. V., Ver-bytskyi O. P. Optimization of thermal processing of milk / Proceedings of Ukraine NUBiP PF «Crimean Agro-technical University». Vol. 156 (technical sciences). - Simferopol, 2013. -P. 6-13.
2. Гербер Ю. Б., Гаврилов А. В. Определение площади поверхности гелиоколлекторов комплексной энер-гозамещающей установки (КЭУ) / Научно-практический журнал «Известия сельскохозяйственной науки Тавриды». - Симферополь, 2015. - Вып. 1 (164). - С. 116-120.
3. Гербер Ю. Б. Энергоемкость и энергосодержание технологии производства молока / Збiрник наукових праць ПФ НУБЛ Украши «Кримсь-кий агротехнологiчний унiверситет». Вип. 146 (техшчш науки). - Омферо-поль, 2012. - С. 12 - 17.
Сведения об авторах:
Гербер Юрий Борисович - доктор технических наук, профессор, заместитель директора Академии биоресурсов и природопользования по учебной работе, профессор кафедры технологии и оборудования производства и переработки продукции животноводства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», е-тай: gerber_1961@mail.ru, 295492, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского»;
Гаврилов Александр Викторович -кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологии и оборудования производства и переработки продукции животноводства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», заместитель декана факультета механизации производства и технологии переработки сельскохозяйственной продукции Академии
2. Gerber Y. B., Gavrilov A .V. Determination of the surface area of solar collectors integrated energoza-meschayuschey installation (CPP) / Scientific and practical journal «Transactions of Taurida Agricultural Science». - Simferopol, 2015. 1 (164). -P. 116- 120.
3. Gerber Y. B. The energy intensity and the energy content of milk production technology / Proceedings of Ukraine NUBiP PF «Crimean Agro-technical University». Vol. 146 (technical sciences). - Simferopol, 2012. -P. 12-17.
Information about the authors:
Gerber Yriy Borisovych - Doctor of Engineerings Sciences, Professor, the deputy director of the Academy of Life and Environmental Sciences on educational work, Professor of department of technology and equipment of production and processing of products of stock-raising Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernad-sky Crimean Federal University», e-mail: gerber_1961@mail.ru, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe;
Gavrilov Alexander Viktorovich -Candidate of Engineerings Sciences, Associate Professor, Associate Professor of department of technology and equipment of production and processing of products of stock-raising Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», deputy of dean of faculty of mechanization of production
биоресурсов и природопользования по учебной работе, е-тай: tehfac@ mail.ru, 295492, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского»;
Киян Наталья Сергеевна - магистрант кафедры технологии и оборудования производства и переработки продукции животноводства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», 295492, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».
and technology of processing of agricultural produce of the Academy of Life and Environmental Sciences, e-mail: tehfac@mail.ru, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe;
Kiyan Natalia Sergeevna - graduate student of the department of technology and equipment production and processing of livestock products of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I Vernadsky Crimean Federal University», 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
