CC BY
0Л.Г. Креккер, канд. техн. наук, доц., e-mail: krekker@mail.ru Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, г. Улан-Удэ
УДК 637.046
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПАСТООБРАЗНОГО ТВОРОЖНОГО ПРОДУКТА, ОБОГАЩЕННОГО КРЕМНИЕМ
В статье отражены результаты исследования возможности использования бурого риса для получения пастообразного творожного продукта, обогащенного микроэлементом кремнием, который играет важную роль в осуществлении синтеза эластина и коллагена, поддержании тонуса и проницаемости сосудов, предотвращении перекисного окисления липидов. Установлено, что рисовая мука хорошо диспергируется в молоке, обладая гидроколлоидными свойствами, способна к увеличению вла-гоудерживающей способности и плотности сгустка. Определена оптимальная доза рисовой муки, способствующая сокращению процесса кислотно-сычужного свертывания и продлению срока хранения продукта. Отражены результаты подбора основных технологических параметров, изучения реологических характеристик сгустка, рентгеноспектрального анализа содержания кремния в творожном продукте. В результате проведенных исследований разработана технология приготовления обогащенного продукта и изучены производственно-ценные физико-химические показатели качества.
Ключевые слова: кремний, творожный продукт, бурый рис, влагоудерживающая способность.
L.G. Krekker, Cand. Sc. Engineering, Assoc. Prof.
DEVELOPMENT OF A TECHNOLOGY FOR OBTAINING A PASTURAL CAVITY PRODUCT ENRICHED BY SILICONE
The article presents the results of the study of using brown rice to obtain a pasty curd product enriched with microelement silicon, which plays an important role in the synthesis of elastin and collagen, maintaining vascular tone and permeability, preventing lipid peroxidation. It is established that rice flour is well dispersed in milk, possessing hydrocolloid properties, and is capable of increasing the water-holding capacity and density of the clot. The optimal dose of rice flour, which helps to reduce the process of acid-rennet coagulation and prolong the shelf life of the product, was determined. The results of the selection of the main technological parameters, the study of the rheological characteristics of the clot, X-ray analysis of the silicon content in the curd product are reflected. As a result of the research, a technology for preparing an enriched product has been developed and production-valuable physicochemical quality indicators have been studied.
Key words: silicon, cottage cheese product, brown rice, water-holding capacity.
Введение
Определяющим приоритетом развития молочной отрасли России в настоящее время является внедрение в производство молочных продуктов натуральных функционально важных ингредиентов. Это влечет за собой обоснование и разработку новых технологий молочных продуктов на основе принципов ресурсосбережения и использования натуральных немолочных компонентов, придающих традиционным продуктам обновленные свойства.
Критериями выбора перечня обогащающих нутриентов согласно задачам, определенным государственной политикой РФ в области здорового питания населения на период до 2020 года (№ 1873-р), являются безопасность, полезность и эффективное улучшение пищевого статуса [1].
Кремний - один из дефицитных микронутриентов, о котором много говорят в последние годы. Элемент является важнейшим биокатализатором, который обеспечивает протекание различных реакций окисления и разложения в организме. Кремний участвует в синтезе эластина - «белка молодости», который укрепляет сосудистую стенку, поддерживает эластичность артерий, нормализует тонус и проницаемость сосудов, препятствует развитию атеросклероза,
повышает упругость и эластичность кожи, предотвращает перекисное окисление липидов, участвует в синтезе мукополисахаридов и коллагена [2].
Кремний человек получает из пищи и атмосферы, но окружают нас чаще всего неорганические формы этого микронутриента, поэтому лишь 4% всего полученного кремния усваивается организмом. Чтобы получить суточную норму этого минерала, нужно съедать довольно много продуктов, богатых кремнием: фасоль, горох, жимолость, сельдерей, шпинат, чечевица, овсяная крупа и др. Лидерами по содержанию кремния является бурый рис (1240 мг/100 г) и овсяная крупа (1000 мг/100 г).
Суточная норма потребления кремния для взрослого человека составляет 27-57 мг. При снижении иммунитета, беременности, хронических заболеваниях суточная потребность в кремнии увеличивается в два раза. В организме взрослого человека кремний сконцентрирован в волосах, ногтях, щитовидной железе, лимфатической системе, костной ткани, печени и крови. Симптомом недостатка кремния в организме является ухудшение состояния этих органов. Кроме того, кремний способствует усвоению кальция и росту костей, предупреждает остеопороз. При недостатке кремния наблюдаются выпадение волос, снижение иммунозащит-ной функции организма, нарушения в работе нервной системы и головного мозга, хрупкость костей и ногтей [3]. В пожилом возрасте необходимо обеспечивать ежедневное поступление суточной нормы кремния в организм, чтобы избежать инфарктов и предотвратить сосудистые заболевания. Один из важных симптомов нехватки этого элемента - усталость и постоянная раздражительность.
Цели исследования
Целью исследования является разработка технологии творожного продукта, обогащенного кремнием, на основе добавления злака, который является лидером по содержанию данного микроэлемента - бурого риса.
Задачами исследования является:
- подбор оптимальной дозы рисовой муки;
- исследование влияния растительной добавки на процесс кислотно-сычужного свертывания и реологические характеристики сгустка;
- изучение срока хранения готового продукта;
- определение физико-химических показателей качества;
- разработка технологии получения обогащенного творожного продукта.
Материалы и методы исследований
Экспериментальные исследования проводились в лаборатории кафедры «Технология молочных продуктов. Товароведение и экспертиза товаров» ФГБОУ ВО «Восточно-Сибирский государственный технологический университет технологий и управления».
Объектами исследования являлись молоко коровье, отвечающее требованиям ГОСТ 314449-2013, бурый рис, отвечающий требованиям ГОСТ ISO 7301-2013. Для получения экспериментальных данных и анализа результатов применялись следующие методы: определение массовой доли жира - ГОСТ 31633-2012, влаги - ГОСТ Р 54668-2011, белка -ГОСТ 25179-2014, титруемая кислотность - ГОСТ Р 54669-2011, время образования сгустка в часах, плотность сгустка определялась по методу Богача [6], влагоудерживающая способность по методу Грау-Хамма в модификации А.А. Алексеева [7], рентгеноспектральный анализ микроэлемента кремния проводился на энергетическом спектрометре INCA Energy-350 в научном центре коллективного пользования «Прогресс» ВСГУТУ [8].
Результаты исследований и их обсуждение
Основное сырье, выбранное для обогащения продукта, - бурый рис, получают после минимальной механической обработки: удаляется только шелуха риса и сохраняется отрубная оболочка, богатая клетчаткой и кремнием. Благодаря этому в оболочке зерна, по сравнению с
белым рисом, сохраняется большое количество клетчатки, витаминов, микроэлементов. Особенностью злака является то, что он не содержит глютена - аллергенного компонента, противопоказанного при гастритах и язвенной болезни.
Известно, что мелкодиспергированные растительные ингредиенты со средним размером частиц не более 0,05 мм хорошо растворяются в воде и диспергируются. Они способствуют формированию желеобразной структуры благодаря наличию полисахаридов -гидроколлоидов. Полисахариды риса состоят из гликозидных единиц (гексоз или пентоз), а каждая гликозидная единица имеет несколько точек для образования водородных связей, потенциально способных связывать молекулу воды [4]. Часть полисахаридов риса представлена крахмалами, температура клейстеризации рисового крахмала - 61-78 оС, близкая к температуре пастеризации смеси при получении творога.
На клейстеризацию крахмала при производстве творожных продуктов оказывают влияние и липиды - триглицериды молочного жира, которые могут давать комплексы с амилозой и тормозят набухание крахмальных зерен [5].
Перед приготовлением продукта требуется подготовить рис к использованию. Взвешенный рис промывают водопроводной водой, высушивают, измельчают, просеивают и вносят в молоко после пастеризации. Исследуются четыре дозы внесения рисового порошка: 2%, 3%, 4%, 5%. Перед внесением определенной дозы риса молоко подвергается тепловой обработке при t=80±2оС с выдержкой 20-30 с. Затем комбинированное молоко охлаждается до температуры заквашивания (=30оС), вносится измельченный рис, смесь перемешивается, добавляется 5% закваски мезофильных стрептококков, сквашивание ведется до получения сгустка плотной консистенции, без отстоя сыворотки.
При определении оптимальной дозы рисовой муки в первую очередь следует обратить внимание на влагоудерживающую способность, кислотность, время свертываемости, плотность сгустка и органолептические характеристики сгустка. Полученные результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1
Выбор оптимальной дозы бурого риса
Доза фасоли, % Кислотность, оТ Органолептические показатели Время свертывания, ч Плотность сгустка по Богачу, г/см3
Контроль 91 Вкус кисломолочный, чистый, без привкусов, сгусток плотный, без отстоя сыворотки 6 ч 0,0056
2 96 Цвет светло-кремовый, вкус кисломолочный, чистый, без привкусов, сгусток плотный, без отстоя сыворотки 5,5 0,088
3 96 Цвет кремовый, масса однородная, сгусток плотный, без отстоя сыворотки 4,5 0,093
4 87 Цвет кремовый, масса однородная, плотная, с небольшим отстоем сыворотки 4,3 0,097
5 83 Масса неоднородная, произошло разделение фракций, часть рисовой муки небольшим слоем находится на дне, сгусток выше, с небольшим отстоем сыворотки 4,0 0,098
Данные таблицы 1 показывают, что при увеличении дозы рисовой муки происходит сокращение времени образования сгустка, увеличение плотности и улучшение реологических характеристик сгустка. При внесении до 3% рисовой добавки более интенсивно нарастает кислотность сгустка, при увеличении до 5 % уровень титруемой кислотности снижается, а плотность сгустка увеличивается уже незначительно, происходит расслоение фракций. При
использовании 3% бурого риса, по сравнению с контролем, время протекания кислотно-сычужной коагуляции сокращается на 1,5 ч, плотность сгустка повышается на 66%.
Далее была изучена влагоудерживающая способность полученных сгустков по методу Грау-Хамма в модификации А.А. Алексеева. Данные представлены на рисунке.
и о
X
ю о и о с и CK го
я
ш
>
о
СО
контроль 2 3 4 5
Содержание рисовой муки, %
Рисунок - Влияние дозы рисовой муки на влагоудерживающую способность сгустка
Результаты исследований показали, что использование рисовой муки в рецептуре пастообразного продукта позволяет повысить влагоудерживающую способность при добавлении 4% растительного ингредиента до 56%. Это на 18% выше по сравнению с контролем. Дальнейшее увеличение дозы приводит к снижению способности удерживать влагу, возможно, это связано с нарушением кислотно-сычужного свертывания в связи с понижением активности ионов кальция, участвующих в осаждении казаеинат-кальцийфосфатного комплекса.
На следующем этапе были определены оптимальные сроки хранения продукта. Исследования показали, что хранение творожной пасты с добавлением рисовой муки может осуществляться до 7 дней без изменения качественных показателей безопасности.
Далее были подобраны оптимальные технологические параметры изготовления пастообразного творожного продукта и изучены качественные показатели. Данные представлены в таблице 2.
Таблица 2
Физико-химические показатели готового продукта
Качественные показатели Норма
1 2
Органолептические показатели: вкус, внешний вид и консистенция Вкус чистый, свойственный используемым компонентам, без посторонних вкусов и запахов. Консистенция в меру вязкая. Цвет кремовый, равномерный по всей массе
Физико-химические: - массовая доля жира, % не менее - массовая доля влаги, % не более - кислотность, °Т не более - температура при выпуске, °С - содержание кремния, мг/100 г, не менее 5±1,2 78±1,8 120±2 6±2 24,7±0,2
Продолжение таблицы 2
1
Микробиологические:
- молочнокислые мезофильные микроорганизмы КОЕ в 1 см3 (г) продукта, не менее
- БГКП (колиформы) в 1 г/см3 продукта
- патогенные, в том числе сальмонеллы, в 50 см3 (г)
- стафилококки S. aureus, в 1 см3 (г)
- дрожжи, 50 КОЕ/см3
- плесени, 100 КОЕ/см3
1*106 не допускается не допускается не допускается не более не более
Показатели безопасности: микотоксины:
- афлатоксин М1, мг/кг, не> антибиотики:
- левомицетин (хлорамфеникол), мг/кг, Не >
- тетрациклиновая группа, мг/кг Не >
- стрептомицин, мг/кг, Не >
- пенициллин, мг/кг, Не> токсичные элементы:
- свинец, мг/кг не более
- мышьяк, мг/кг не более
- кадмий, мг/кг не более
- ртуть, мг/кг не более пестициды (в пересчете на жир):
- гексахлорцик-логексан (альфа-, бета-, гамма-изомеры), мг/кг, Не >
- ДДТ и его метаболиты, мг/кг Не > радионуклиды:
- цезий-137
- стронций-90
0,00002
не допускается не допускается не допускается не допускается
0,02 0,05 0,02 0,005
0,02 0,01
40 Бк/л 25 Бк/л
2
Анализ данных таблицы 2 свидетельствует о том, что использование при производстве творожного продукта рисовой муки позволяет получить пастообразный продукт, обогащенный дефицитным микронутриентом кремнием, с физико-химическими показателями, отвечающими требованиям стандартов. Количество кремния, определенного рентгеноскопическим методом, в 100 г продукта составляет 24,7±0,2, это около 30% от требуемой суточной нормы.
На основе проведенных исследований была разработана технологическая схема приготовления пастообразного творожного продукта, обогащенного кремнием.
Заключение
В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что мелкодиспергированный растительный ингредиент со средним размером частиц не более 0,05 мм хорошо растворяется в молоке и диспергируется. Оптимальной дозой внесения рисовой муки является 3%, это приводит к сокращению времени образования сгустка на 1,5 ч, увеличению плотности сгустка на 66% и улучшению его реологических характеристик. Использование рисовой муки в рецептуре пастообразного творожного продукта в количестве 3% позволяет повысить влагоудерживающую способность сгустка по сравнению с контролем на 18%. Дальнейшее увеличение дозы приводит к снижению способности удерживать влагу, возможно, это связано с нарушением кислотно-сычужного свертывания в связи с понижением активности ионов кальция, участвующих в осаждении казаеинат-кальцийфосфатного комплекса.
Определены оптимальный срок хранения готового продукта, который составляет 7 сут, и качественные показатели, в том числе содержание кремния рентгеноскопическим методом.
Количество кремния в 100 г продукта составляет составляет 24,7±0,2 мг/100 г, это 30% от требуемой суточной нормы.
Библиография
1. Шатнюк Л.Н., Коденцова В.М., Вржесинская О.А. Использование инновационных ингредиентов в молочной индустрии: научное обоснование и практический опыт // Пищевая индустрия. - 2012.
- № 2. - С. 22-25.
2. Куликовский М.С., Ланге-Берталот Х. Биогеография пресноводных диатомовых водорослей // Материалы XIII Междунар. науч. конф. альгологов «Диатомовые водоросли: современное состояние и перспективы исследований». 24-29 августа 2013. - Борок, 2013. - С. 8.
3. https://dietdo.ru/kremnij-dlya-organizma-cheloveka.html
4. Вакар А.Б. Белковый комплекс клейковины. - М.: Наука, 1975. - С. 38-58.
5. Щербаков В.Г., Лобанов В.Г., Прудникова Т.Н. и др. Биохимия растительного сырья / под ред. В.Г. Щербакова. - М.: Колос, 1999. - 376 с.
6. Инихов Д.С., Брио Н.М. Методы анализа молока и молочных продуктов. - М.: Пищевая промышленность, 1971. - 422 с.
7. Структурно-механические характеристики пищевых продуктов / под ред. А.В. Горбатова. -М.: Легк. и пищ. пром-ть, 1982. - 296 с.
8. Жигжитова С.Б. Методические указания по применению растровой электронной микроскопии для студентов специальности 260200.62 «Продукты питания животного происхождения». - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2011. - 19 с.
Bibliography
1. Shatnyuk L.N., Kodentsova V.M., Vrzhesinskaya O.A. The use of innovative ingredients in the dairy industry: a scientific rationale and practical experience // Food Industry Magazine. - 2012. - N 2. - P. 22-25.
2. KulikovskiyM.S., Lange-BertalotX. Biogeography of freshwater diatom algae // Proceedings of the XIII International Scientific Conference of Algologists "Diatom Algae: Current State and Research Prospects" August 24-29, 2013. - Borok, 2013. - P. 8.
3. https://dietdo.ru/kremnij-dlya-organizma-cheloveka.html
4. Vakar A.B. Protein complex of gluten. - M.: Nauka, 1975. - P. 38-58.
5. Scherbakov V.G., Lobanov V.G., Prudnikova T.N. etal. Biochemistry of Plant Raw Materials / Ed.by V.G. Scherbakova. - M.: Kolos, 1999. - 376 p.
6. Inikhov D.S., Brio N.M. Methods of analysis of milk and dairy products. - M.: Food industry, 1971.
- 422 р.
7. The structural and mechanical properties of foods / edited by V.A. Gorbatov. - M.: Easy. and food. prom.,1982. - 296 p.
8. Igitova S.B. Guidelines for the use of scanning electron microscopy for students majoring 260200.62 "foodstuff of animal origin". - Ulan-Ude: Publishing house of VSGTU, 2011. - 19 p.
