CC BY
37ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХРЕСУРСОВ ИНОВЫХВИДОВСЫРЬЯ
УДК 664
Расширение ассортимента молочной продукции путем применения вторичных ресурсов
Т. В. АЛЕКСЕЕВА, д-р техн. наук, профессор; Ю. О. КАЛГИНА, аспирант; Н. В. РАЗДОБАРИНА, магистрант; Д. А. БОКАРЕВ, магистрант; Л. А. МАЛАХОВА, В. С. ЕВЛАКОВА Воронежский государственный университет инженерных технологий
В настоящее время отмечается интенсивное развитие рынка отечественных продуктов в России. В первую очередь это происходит за счет расширения продуктовых линеек, появления новых видов и вкусов продукции, обогащения ее дополнительными свойствами. В частности, это касается и молочной отрасли. Последние тенденции развития российского рынка молочной продукции характеризуются увеличением спроса населения на изделия этой отрасли, выпуск которых за последние три года увеличился на 10%. Наиболее динамично развиваются категории «питьевой йогурт» и «творожки». В то же время уровень информированности потребителей в вопросах гигиены и организации здорового питания ставит перед производителями задачи по разработке новых комбинированных систем на основе отечественного, натурального полноценного сырья и совершенствованию технологий, направленных на снижение себестоимости при сохранении высоких потребительских свойств конечного продукта [1—3].
В последние годы в России и во многих странах мира ведутся исследования по созданию комбинированных продуктов на молочной основе с заданными составом и свойствами. При этом допускается частичная или полная замена молочной основы натуральными компонентами не молочного происхождения, к которым относят различные фрукты, ягоды, овощи, злаковые и крахмалосодержащие наполнители, пищевые растения, травы и растительные масла. Одним из перспективных отечественных доступных видов сырья можно считать жмых зародышей пшеницы (ЖЗП), который известен как ценная биологически активная добавка, содержащая уникальный минеральный, жир-нокислотный состав и витаминный комплекс [4, 5].
Цель работы — обоснование технологических режимов ферментирования поликомпонентных молочно-растительных систем, содержащих ЖЗП, разными видами микроорганизмов для их последующего применения в пищевой отрасли.
Интенсивное развитие микрофлоры в субстратах, которые являются поликомпонентными молочно-рас-тительными системами, определяется способностью микрофлоры адаптироваться к составу субстрата и от активности ферментов, продуцируемых микрофлорой. Основой адаптации микроорганизмов к комбинированному субстрату являются различные биологические механизмы, неоднородные в генетическом отношении. Микробы могут изменяться фенотипически, вре-
менно приобретая способность ферментировать те или иные соединения, или генотипически — с появлением новых форм, у которых наследственно закреплена способность ферментировать комбинированный субстрат. При условии сохранения генотипических характеристик молочной микрофлоры и состава пищевых продуктов существенное значение имеет способность микрофлоры адаптироваться к сбраживаемому субстрату.
В процессе исследований бродильную активность оценивали по изменению титруемой и активной кислотности в сбраживаемом субстрате, что является результатом накопления молочной кислоты при ферментации лактозы субстрата. Завершением процесса считали образование гелевой структуры в системе и достижения рН 4,6. Молочнокислое сбраживание исследуемых в работе субстратов проводили активными формами молочно-кислой микрофлоры: Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus delbrucckii subsp. Bulgaricus. Молочнокислая микрофлора Streptococcus salivarius subsp. thermophilus и Lactobacillus delbrucckii subsp. bulgaricus обладает сильнейшим антимикробным влиянием в отношении патогенной и условно патогенной микрофлоры кишечника (протея, сальмонелл, стафилококков и других микроорганизмов). В результате воздействия молочно-кислой микрофлоры наблюдается нормализация микрофлоры кишечника, создаются благоприятные условия для усвоения микроэлементов (железа, кальция), что повышает уровень гемоглобина, регулирует обменные процессы в организме, усиливает иммунитет. Интенсивное протекание процесса молочно-кислого брожения с участием Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus delbrucckii subsp. bulgaricus существенно замедляет рост и размножение психотрофных бактерий рода Pscudomo-nas (дрожжи, плесневые грибы и др.), что удлиняет сроки годности продуктов.
Исследовали влияние различных концентраций ЖЗП на рост титруемой и активной кислотности при сбраживании. Для приготовления комбинированной молочной основы с ЖЗП в нормализованное молоко с массовой долей жира 2,5% вносили сухое молоко, от 1 до 5% ЖЗП, гидратированного на молоке в соотношении 1:2. Пастеризацию молочной основы проводили при температуре 92 ±2 °С с выдержкой 30 мин. Молочную основу охлаждали до температуры заквашивания 38±2 °С и вносили закваски. Время сквашивания составляло 5,5—6,0 ч при достижении титруемой
кислотности 120—135 °Т. В работе использовали три вида заквасок: закваска 1 — Streptococcus salivarius subsp. hemophilus; закваска 2 — Lactobacillus delbrucckii subsp. bulgaricus; закваска 3 — Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus delbrucckii subsp. Bulgaricus в соотношении 1:1. О динамике сбраживания субстрата судили по изменению титруемой и активной кислотности, которые определяли с интервалом 30 мин, также оценивали органолептические показатели. Контролем служили образцы без ЖЗП. Результаты экспериментов показали, что ЖЗП с использованием закваски 3, начиная с концентрации 5%, оказывала наиболее существенное влияние на кислотность комбинированной молочной основы (полноту сбраживания), скорость ферментирования, интенсивность кис-лотообразования, процесс сквашивания сокращался на 1,5-2,0 ч.
В полученных сквашенных образцах анализировали цвет, запах, вкус, консистенцию, структуру сгустка и отделение сыворотки. Наилучшими показателями качества обладали образцы с включением ЖЗП в количестве 5%, они имели однородную структуру без посторонних включений, кремового цвета, обусловленного введением ЖЗП. Аромат был чистый, кисломолочный с хлебными нотками. Комбинированные молочные основы с массовой долей ЖЗП менее 4% имели низкую вязкость и некачественную структуру сгустка. Введение ЖЗП более 6% придавало продукту посторонний привкус и ослабляло традиционный молочный запах молочных основ. Рецептура и показатели качества опытной ферментированной молочной основы приведены в таблицах 1 и 2.
Температура пастеризации 92±2 °С в течение 30 мин для опытных субстратов позволила улучшить структу-
Таблица 1
Рецептура ферментированной молочной основы с ЖЗП
Компонент Содержание, г
Нормализованное молоко с массовой долей жира 2,5% 680
Сухое молоко 240
Йогуртовая бактериальная закваска 30
ЖЗП 50
Итого 1000
ру сгустка поликомпонентных молочно-растительных систем, что оказало положительное влияние на потребительские свойства готовых изделий. Это можно объяснить следующим образом: в ходе термообработки при возрастании количества ЖЗП белковые агрегаты сближались и при их взаимодействии образовывалась структурированная система, характеризующаяся высокой вязкостью в связи с тем, что определенные участки поверхности белковых мицелл имеют повышенную активность в создании связей с другими денатурированными белковыми молекулами. Повышение количества ЖЗП ускоряло процесс брожения при более интенсивных режимах термообработки. Также тепловая обработка смеси при температуре 92±2 °С давала возможность получить сгусток за более короткий срок. Выяснено, что с ростом температуры пастеризации комбинированной молочной основы улучшалась прочность структуры, консистенция становилась более однородной.
С учетом проведенных исследований, технологическая схема приготовления ферментированной молочной основы имела следующий вид (рисунок).
Технология приготовления ферментированной основы включала следующие этапы: внесение в нормализованное молоко сухого молока, гидратированной на молоке ЖЗП в соотношении 1:2—3 (влагосодержание 68—75%), пастеризацию при температуре 92±2 °С в течение 30 мин, охлаждение до температуры заквашивания 38±2 °С, внесение закваски, содержащей активные формы молочно-кислой микрофлоры, сквашивание в течение 5,5—6,0 ч до титруемой кислотности 120—135 °Т, охлаждение до температуры 4±2 °С.
Итак, изучена динамика сбраживания субстратов на основе молока с массовой долей жира 2,5% с включением различных количеств ЖЗП, подвергнутых термообработке, время гелеобразования составляло 6 ч. Возрастание температуры тепловой обработки нормализованной смеси и введение ЖЗП ускоряло процесс гелеобразования, который имел место при титруемой кислотности субстрата 120—135 °Т. Количество ЖЗП в молочной основе, обеспечивающее наилучшие качественные показатели ферментированной молочной основы, составило 5%. Подтверждено интенсифицирующее действие ЖЗП на процесс ферментирования
Таблица 2
Показатели качества ферментированной молочной основы
Показатель Характеристика и значение
Консистенция и внешний вид Однородная, в меру вязкая
Вкус и запах Чистый кисломолочный, без посторонних привкусов и запахов
Цвет Белый с кремовым оттенком, равномерный по всей массе
Титруемая кислотность, °Т 120-135
Активная кислотность, ед. рН 4,2-4,5
Содержание жизнеспособных клеток микрофлоры, КОЕ/см3 3,2-3,6-108
Бактерии группы кишечной палочки в 50 г Отсутствуют
Дрожжи в 1 г »
Споры мезофильных анаэробных бактерий в 1 г »
Патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы в 1 г »
Технологическая схема производства ферментированной молочной основы с ЖЗП
комбинированной закваской, включающей Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus delbrucckii subsp. bulgaricus. Интенсивное протекание процесса молочно-кислого брожения с включением Streptococcus salivarius subsp. thermophilus и Lactobacillus delbrucckii subsp. bulgaricus замедляло рост и размножение психо-трофных бактерий рода Pseudomonas, что увеличивало сроки годности продуктов. Разработана технология ферментированной молочной основы, предназначен-
ной для использования в пищевых технологиях, обоснован ее компонентный состав (100 г): нормализованное молоко с м. д. ж. 2,5—68 г, сухое молоко — 24 г, активизированная йогуртовая бактериальная закваска — 3 г, ЖЗП — 5 г.
В ходе исследования определяли содержание мезо-фильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАиМ), бактерии группы кишечных палочек (БГКП), а также наличие плесеней и патогенных микроорганизмов. После хранения в течение 6 сут в герметичных контейнерах исследуемые показатели не превышали установленных норм, что свидетельствует об их удовлетворительном микробиологическом состоянии. В образцах в течение исследуемого срока при температуре хранения 4±2 °С активная кислотность была на уровне 4,2—4,5 ед. рН, титруемая кислотность — 120—135 °Т, содержание жизнеспособных клеток микрофлоры 3,2—3,6-106 КОЕ/см3, БГКП (в 0,1 г) — отсутствовали, патогенные микроорганизмы (в том числе сальмонеллы в 25 г) — отсутствовали, плесени (КОЕ/г) — отсутствовали, что подтверждает возможность хранения готовых продуктов при температуре 4±2 °С в течение 3 сут и удовлетворение гигиеническим требованиям СанПиН. Содержание токсичных элементов в готовых молочных изделиях не превышало предельно-допустимых концентраций, установленных СанПиН, мг/кг, менее: ртути — 0,0015; кадмия — 0,0001; свинца — 0,001; мышьяка — 0,025. Полученные данные были использованы при разработке рецептур, рационов и технической документации на ассортимент новой молочной продукции.
Литература
1. Пономарева, Е. И. Хлеб из биоактивированного зерна пшеницы повышенной пищевой ценности / Е. И. Пономарева, Н. Н. Алехина, И. А. Бакаева // Вопросы питания. — 2016. — № 2. — С. 116-121.
2. Родионова, Н. С. Оценка влияния жмыха зародышей пшеницы на биотехнологический и инновационный потенциал функциональных рубленных кулинарных изделий / Н. С. Родионова, Т. В. Алексеева, А. А. Родионов // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. — 2014. — № 2-3. — С. 88-91.
3. Golubeva L. V. Research of dry mix quality indices based on vegetable components for soft ice cream production / L. V. Golubeva, E. A. Pozhidaeva // Indian Journal of Science and Technology. — 2016. — № 42. — Р. 104-224.
4. Белокурова Е. В. Разработка технологии мучных изделий повышенной пищевой ценности для предприятий общественного питания / Е. В. Белокурова, Я. П. Коломнико-ва, С. А. Солохин // Хлебопродукты. — 2015. — № 1. — С. 56-58.
5. Алексеева, Т. В. Проектирование рецептур йогуртовых соусов на ферментированной молочной основе / Т. В. Алексеева // Пищевая промышленность. — 2013. — № 10. — С. 74-75.
References
1. Ponomareva E. I., Alekhina N. N., Bakaeva I. A. [Bread from bioactivated wheat grain of increased nutritional value]. Voprosypitaniya, 2016, no. 2, pp. 116—121. (In Russ.)
2. Rodionova N. S., Alekseeva T. V., Rodionov A. A. [Evaluation of the effect of wheat germ oil cake on the biotechnological and innovative potential of functional chopped culinary products]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Pishchevaya tekhnologiya, 2014, no. 2—3, pp. 88—91. (In Russ.)
3. Golubeva L. V., Pozhidaeva E.A. Research of dry mix quality indices based on vegetable components for soft ice cream production. Indian Journal of Science and Technology, 2016, no. 42, pp. 104-224.
4. Belokurova E.V., Kolomnikova Ya. P., Solokhin S. A. [Development of technology for flour products of increased nutritional value for public catering enterprises]. Khleboprodukty, 2015, no. 1, pp. 56-58. (In Russ.)
5. Alekseeva T. V. [Design of yogurt sauces on a fermented milk basis]. Pishchevayapromyshlennost', 2013, no. 10, pp. 74-75. (In Russ.)
Расширение ассортимента молочной продукции путем применения вторичных ресурсов
Ключевые слова
жмых зародышей пшеницы; закваска; молочная продукция. Реферат
Сегодня перед производителями пищевых продуктов стоит задача по разработке новых комбинированных систем на основе отечественного натурального сырья и совершенствованию технологий, направленных на снижение себестоимости при сохранении высоких потребительских свойств изделий. В последние годы в России и во многих странах мира ведутся исследования по созданию комбинированных продуктов на молочной основе с заданными составом и свойствами. При этом допускается частичная или полная замена молочной основы натуральными компонентами не молочного происхождения. Одним из перспективных и доступных видов сырья можно считать жмых зародышей пшеницы (ЖЗП), который известен как ценная биологически активная добавка, содержащая уникальный минеральный, жирнокислотный и витаминный комплекс. Цель работы — обоснование технологических режимов ферментирования поликомпонентных молочно-растительных систем, содержащих ЖЗП, разными видами микроорганизмов для их последующего применения в пищевой отрасли. Молочно-кислое сбраживание исследуемых в работе субстратов проводили активными формами молочно-кислой микрофлоры: Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus delbrucckii subsp. Bulgaricus. Количество ЖЗП в молочной основе, обеспечивающее наилучшие качественные показатели ферментированной молочной основы составило 5%. Полученные данные использованы при разработке рецептур, рационов и технической документации на ассортимент новой молочной продукции.
Авторы
Алексеева Татьяна Васильевна, д-р техн. наук, профессор;
Калгина Юлия Олеговна, аспирант;
Раздобарина Надежда Валерьевна, магистрант;
Бокарев Дмитрий Александрович, магистрант;
Малакова Людмила Андреевна;
Евлакова Валерия Сергеевна
Воронежский государственный университет
инженерных технологий,
394036, г. Воронеж, проспект Революции, д. 19,
[email protected], [email protected], [email protected],
[email protected], [email protected],
Expansion of the Range of Dairy Products Through the Use of Secondary Resources
Key words
meal wheat germ; yeast; dairy products. Abstract
Today, the producers of food products face the task of developing new combined systems based on domestic natural raw materials and improving technologies aimed at reducing production costs while maintaining high consumer properties of products. In recent years, research has been conducted in Russia and in many countries around the world on the development of combined milk-based products with specified composition and properties. At the same time, a partial or complete substitution of the milk base with natural ingredients of non-milk origin is allowed. One of the promising and affordable types of raw materials can be considered wheat germ cake (FZP), which is known as a valuable biologically active additive containing a unique mineral, fatty acid and vitamin complex. The purpose of the work is the substantiation of technological regimes of fermentation of multicomponent dairy-plant systems containing FZD with different types of microorganisms for their subsequent application in the food industry. Milk-acid fermentation of the substrates studied in the work was carried out by active forms of lactic acid microflora: Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus delbrucckii subsp. Bulgaricus. The quantity of FZD in milk basis, providing the best quality indicators of the fermented milk basis, was 5%. The obtained data were used in the development of recipes, rations and technical documentation for the assortment of new dairy products.
Authors
Alekseeva Tatiana Vasilievna,
Doctor of Technical Sciences, Professor;
Kalgina Yuliya Olegovna, Graduate Student;
Razdobarina Nadezhda Valerievna, Graduate Student;
Bokarev DmitryAlexandrovich, Graduate Student,
Malakova Lyudmila Andreevna;
Evlakova Valeria Sergeevna
Voronezh State University of Engineering Technologies, 19 Revolution Avenue, Voronezh, 394036, Russia, [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
