Сухой молокосодержащий продукт специального назначения Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

УДК 637.137

Сухой

молокосодержащий продукт

специального назначения

И.А. Ивкова, канд. техн. наук, доцент

Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина

А.Н. Батухтин

ОНО «ВНИМИ-Сибирь», г. Омск

Н.А. Драгун, канд. техн. наук, доцент

ООО «Сертификат», г. Омск

В последние десятилетия в связи с дефицитом и дороговизной натурального молочного сырья перед специалистами молочной отрасли встала задача создания молокосо-держащих консервов, не уступающих по своему качеству молочным продуктам.

Кроме того, взгляд на роль жиров и масел в питании человека в по-

Ключевые слова: сухой молокосодержащий продукт; растительные жиры; сублимационная сушка; показатели качества.

Key words: dry milk-containing product; vegetable fats; freeze-drying; quality parameters.

В последние годы в России отмечаются высокие темпы роста производства жиров специального назначения.

следние годы претерпел ряд кардинальных изменений [1]. Жиры рассматриваются не только как энергетический запас организма, но и как вещества, придающие продуктам необходимую консистенцию и улучшающие их вкусовые достоинства.

С другой стороны, показано негативное влияние на организм человека избыточного потребления насыщенных жиров и холестерина, что имеет место при преобладании в рационах питания жиров животного происхождения [2]. Поэтому основная тенденция при разработке новых

Таблица 1

Нормы физиологической потребности в пищевых веществах для различных групп населения РФ

Общий жир 30

Насыщенные жирные кислоты Не более 10

Мононенасыщенные жирные кислоты 10

Полиненасыщенные жирные кислоты Для взрослых - 6-10, для детей - 5-14

ПНЖ ш-6 5-8

ПНЖ ш-3 1-2

Трансизомеры жирных кислот Не более 1

продуктов питания во всем мире-замена жиров животного происхождения, в том числе молочного жира, на растительные масла и продуктов их переработки.

Жиры и в первую очередь растительные масла служат источниками эссенциальных веществ (полиненасыщенных жирных кислот, жирорастворимых витаминов, фосфолипи-дов, токоферолов, каратиноидов), выполняющих функцию как провитаминов, так и антиоксидантов.

В последние годы в России отмечаются высокие темпы роста производства жиров специального назначения, в том числе заменителей молочного жира (ЗМЖ). Применение ЗМЖ на основе растительных масел позволяет расширить ассортимент и выпускать продукты со сбалансированным жирнокислотным составом и улучшенными свойствами.

Для решения поставленной задачи при разработке рецептур ЗМЖ и мо-локосодержащих продуктов необходимо руководствоваться рекомендациями Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и «Нормами физиологической потребности в энергии в пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», разработанными ГНИИ питания РАМН для жировых продуктов (табл. 1).

Следующая причина частичной замены жиров животного происхождения на растительные - их недостаточная стойкость в хранении, а упот-

ребление пищи, содержащей продукты окисления жиров, вызывают окислительный стресс, приводящий к развитию целого ряда заболеваний (онкологических, сердечно-сосудистых, инфекционных). Первичные продукты окисления (перекиси, гидроперекиси) постепенно превращаются во вторичные продукты окисления (альдегиды, кетоны, кислоты), которые не только отрицательно влияют на органолептические свойства продукта (появление посторонних привкусов, запахов), но и сами по себе являются высокотоксичными и способны спровоцировать развитие тяжелых заболеваний.

Внесение в рецептуры молочных продуктов растительных жиров не только повышает биологическую ценность производимого продукта, но и существенно замедляет процессы окисления жиров при хранении.

В настоящее время масложировая промышленность выпускает большое количество заменителей молочного жира, имеющих следующие отличительные особенности:

производятся на основе новых, экологически чистых и безопасных технологий, имеют высокую устойчивость к окислению;

не содержат трансизомеров ненасыщенных жирных кислот;

имеют сбалансированный к молочному жиру жирнокислотный состав.

Повышенные требования, предъявляемые к качественному и количественному рациону питания людей, находящихся в автономных условиях существования (армия, флот, космос, альпинисты, туристы, население отдаленных районов страны), поставили перед специалистами молочной промышленности цель - разработать продукт повышенной пищевой и биологической ценности с длительным сроком годности, в удобной мелкой расфасовке, хорошей транспортабельностью. Таким требованиям в полной мере могли бы отвечать сухие молочные консервы.

Однако молочные консервы вырабатывают в основном методом распыления и сушки в потоке горячего воздуха при температуре 160...180 °С. Длительный контакт с горячим теплоносителем приводит к ухудшению качества сухого продукта [3]. Поэтому при необходимости выработки сухих молочных продуктов специального назначения, отличающихся высоким качеством и длительным сроком годности, приоритет отдают достаточно сложному и энергетически более затратному способу - сублимационной сушке. Данный способ устраняет недостатки распылитель-

ной сушки и улучшает качество готового продукта. Кроме того, рационы спецпитания, обогащенные блюдами сублимационной сушки, уменьшают его массу и позволяют сделать их более разнообразными.

В Омском государственном агро-университете совместно с ОНО «ВНИМИ-Сибирь» Россельхозакаде-мии ведутся работы по созданию сухих молокосодержащих продуктов повышенной пищевой и биологической ценности, стойких в длительном хранении, высушенных методом сублимационной сушки.

Один из таких продуктов - сухой молокосодержащий продукт с массовой долей общего жира (молочного и растительного) 25 %.

В качестве заменителя молочного жира применяли растительный жир «Эколакт» производства «Эфко-Инг-редиент». Данный аналог молочного жира содержит белковую эмульгирующую добавку, способствующую эффективности эмульгирования, а также стабильности эмульсии при производстве молочно-раститель-ной смеси.

Эмульгирование молочно-расти-тельной смеси осуществляли с помощью роторно-пульсационной установки Я-9-ОРП, ТУ 51-3201700419839-2002 разработки «ВНИ-МИ-Сибирь».

Температура эмульгирования -55±5 °С, продолжительность 20-25 мин. Многократное повторение данной операции в течение указанного времени позволяет достигнуть требуемой однородной консистенции и стойкой молочно-растительной эмульсии. Технологическая схема получения сухого молокосодержащего продукта представлена на рисунке.

Для повышения пищевой и биологической ценности в продукт вносили живые клетки бифидобактерий в количестве 1х107 к массе смеси.

В качестве антиокислителей использовали флавоноиды - дигид-рокверцетин и аскорбиновую кислоту (в количестве 0,02 % к жировой фазе). Данные вещества (кроме антиокислительного действия) повышали пищевую ценность готового продукта.

Сгущали продукт до массовой доли сухих веществ 45±1 % на вакуум-выпарной установке непрерывного действия «Виганд», производительностью 8 тыс. исп. влаги/ч; сушку осуществляли на сублимационной сушилке LZ-45.27 (производства Чехии), позволяющей сохранить на-тивные свойства продукта, витамины и его качество.

Продукт массой 250±5 г упаковывали в пакеты из современных ком-

бинированных материалов на основе алюминиевой фольги (металлизированный полипропилен).

Продукт исследовали по органо-лептическим, физико-химическим, микробиологическим показателям и безопасности в аккредитованной испытательной лаборатории качества пищевых продуктов и продовольственного сырья «Сертификат в системе ГОСТ Р». Показатели пищевой ценности, характеризуемые жирно-кислотным, аминокислотным и фракционным составом липидов, содержанием витаминов, были определены в испытательной лаборатории «Молоко» ВНИМИ. Сухой мо-локосодержащий продукт, стабилизированный антиокислителями и без добавок, расфасованный в мелкую упаковку, закладывался на длительное хранение при относительной влажности воздуха, соответствующей 90 % при 20 °С при двух температурных режимах: холодильном -4±2 °С и термостатном 25±1 0С с кратковременным подъемом температуры через 1 мес по схеме: 40 °С -3 сут; 30 °С - 6 сут; 40 °С - 3 сут.

Исследование показателей качества с целью установления сроков годности проводилось через каждые 3 мес хранения при различных режимах (холодильном и термостатном).

Показатели качества свежевырабо-танного сухого молокосодержащего продукта представлены в табл. 2, 3.

Свежевыработанный сухой молокосодержащий продукт имел массовую долю общего жира 25 %, растворимость 0,07-0,1 мл сырого осадка, кислотность в пределах 17 °Т, восстанавливаемость не более 20 мин.

Показатели, характеризующие пищевую ценность разрабатываемого продукта, определяемую жирно-, аминокислотным составом липидов, а также содержанием витаминов, представлены в табл. 4.

В наибольшем количестве в жире содержатся высокомолекулярные кислоты (пальмитиновая - 20,0 %, стеариновая - 11,5 %). Довольно в большом количестве (около 39,5 %) - незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты, обладающие высокой пищевой ценностью (олеиновая, линолевая, линолено-вая) из-за наличия в их молекуле двойных связей, что делает их лабильными в биологических процессах, протекающих в организме человека. Доля низкомолекулярных жирных кислот (от масляной до лаури-новой), определяющих такие свойства, как способность к плавлению, а также вид и запах, составляет 5,3 %.

Аминокислотный состав представлен 15 аминокислотами. Белки про-

Технологическая схема получения сухого молокосодержащего продукта

Таблица 2

Физико-химические показатели сухого молокосодержащего продукта

Показатель Значение

Массовая доля, %

влаги, не более 3,8

жира, не более 25,0

белка в обезжиренном молочном 36,0

остатке

Чистота, группа 1

Кислотность, °Т (% молочной кислоты) 17,0

Индекс растворимости сырого осадка, см3 0,1

Массовая доля, %,

белка 25,6

СОМО 71,2

углеводов 38,6

Восстанавливаемость, мин 20,0

Таблица 3 Органолептические показатели сухого молокосодержащего продукта

Показатель Характеристика

Вкус и запах Свойственный пастеризованному цельному молоку без посторонних привкусов и запахов

Цвет Белый

Консистенция и внешний вид Мелкий порошок, состоящий из единичных и агломерированных частиц сухого порошка

дукта содержат почти все аминокислоты, выделенные из натуральных белков. Наибольшее содержание в них приходится на долю дикарбоно-вых кислот (глютаминовой и аспара-

гиновой, а также лейцина). При этом следует отметить содержание семи незаменимых аминокислот общим количеством около 8000 мг/100 г.

Витаминный и фракционный состав липидов также подтверждает высокую пищевую и биологическую ценность продукта.

Изменения физико-химических показателей свежего продукта после хранения 24 мес в холодильных и 18 мес в термостатных условиях контрольного и экспериментального образцов представлены в табл. 5.

На протяжении всего процесса хранения содержание влаги, кислотность, растворимость остались в пределах 2 %; 0,2 мл сырого осадка и 22 °Т соответственно, подтверждая, что герметичная упаковка, препятствуя увлажнению продукта и задерживая гидролитические процессы, хорошо предохраняет от изменений его белковую фракцию.

Массовая доля свободного жира -одного из главных показателей качества сухих молочных продуктов -также увеличилась незначительно,

Стабилизация продукта антиокислителями флавоноидного характера увеличила стойкость к окислению в 2 раза.

благодаря стабильности влагосодер-жания и соблюдения требуемых режимов эмульгирования при составлении смеси.

Липиды продукта изменялись наиболее заметно, т. е. герметичная упаковка, предохраняя жир от окислительной порчи, выдвигает на первый план борьбу с таким наиболее часто встречающимся пороком при герметичной упаковке, как салистый привкус.

Используемые нами методы стабилизации продукта в хранении за счет введения антиокислителей в значительной степени тормозят окислительные процессы и удлиняют сроки годности продукта.

Анализируя полученный экспериментальный материал, можно сделать вывод об антиокислительной способности применяемых ингибиторов: стабилизация продуктов фла-воноидами (дегидрокверцетин) позволила сохранить его без заметного изменения качества 24 мес в холодильных и 18 мес в термостатных условиях. Контрольные же образцы превысили физико-химические показатели, а также критические значения показателей окисленности к 12

Таблица 4

Результаты исследования пищевой ценности сухого молокосодержащего

продукта

Показатель ± неопределенность Фактическое значение

Жирно-кислотный состав жировой фазы образца

Массовая доля масляной кислоты (С4:0), % (±20 % относ.) 1,4

Массовая доля капроновой кислоты (Сб:0), % (±20 % относ.) 1,6

Массовая доля каприловой кислоты (С8:0), % (±20 % относ.) 0,4

Массовая доля каприновой кислоты (С10:0), % (±20 % относ.) 1,/

Массовая доля деценовой кислоты (С10:1), % (±20 % относ.) 0,2

Массовая доля лауриновой кислоты (С12:1), % (±20 % относ.) 1,/

Массовая доля миристиновой кислоты (С14:0), % (±20 % относ.) 6,3

Массовая доля миристолеиновой кислоты (С14:1), % (±20 % относ.) 0,/

Массовая доля пальмитиновой кислоты (С16:0), % (±20 % относ.) 29,3

Массовая доля пальмитолеиновой кислоты (С16:1), % (±20 % относ.) 1,4

Массовая доля стеариновой кислоты (С18:0), % (±20 % относ.) 11,5

Массовая доля олеиновой кислоты (С18:1), % (±20 % относ.) 32,0

Массовая доля линолевой кислоты (С18:3), % (±20 % относ.) /,0

Массовая доля линоленовой кислоты (С20:0), % (±20 % относ.) 0,5

Массовая доля арахидоновой кислоты (С20:0)> % (±20 % относ.) 0,1

Массовая доля бегеновой кислоты (С22:0), % (±20 % относ.) 0,1

Витамины

Содержание витамина С, мг/100 г (±0,60) 2,16

Массовая доля витамина В1, мг/100 г (±0,04) ( -М с: о/ лти г\г- \ 0,26 1 1 ^

Массовая доля витамина В2, мг/100 г Массовая доля витамина Вб, мкг/100 г (±15 /о относ.) (±0,02) / -1-Г\ Г\Г\~7\ 1,15 3,36

Содержание витамина Е, мг/100 г Массовая доля витамина А, мкг/100 г (±0,00/) (± 0,040) 0,5/0 0,236

Массовая доля витамина D мкг/100 г (±20 % относ) 0,194

Содержание аминокислот, мг/100 г

Аспарагиновая кислота (±20 % относ) 1933,0

Глютаминовая кислота 5396,0

Треонин 1138,5

Глицин 495,6

Аргинин /16,0

Валин 1113,4

Метионин 52/,/

Лейцин 2291,0

Изолейцин 1284,0

Фенилаланин 11/4,0

Цистин 224,0

Лизин 1421,0

Гистидин 4/6,9

Тирозин 12/9,0

Триптофан 364,0

Общее количество незаменимых аминокислот, мг/100 г /892,6

Фракционный состав липидов

Насыщенные жирные кислоты, % 42,9/

Мононенасыщенные жирные кислоты, % 36,08

Полиненасыщенные жирные кислоты, % 20,43

Фосфолипиды 1,09

Холестерин 0,02

Р-ситостерин 0,10

мес хранения в холодильных и 9 мес в термостатных условиях.

Таким образом, стабилизация продукта антиокислителями флавоноидного характера увеличила стойкость к окислению в 2 раза.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

Для получения сухого молокосодержащего продукта повышенной пищевой ценности и хранимоспо-

Таблица 5

Изменение показателей качества сухого молокосодержащего продукта в процессе хранения

Показатели качества Температура хранения 3±2 °С Температура хранения 25±1 °С

после 24 мес хранения после 18 мес хранения

контроль эксперимент контроль эксперимент

Массовая доля влаги, % 1,27 1,16 1,27 1,18

Массовая доля свободного 64,55 63,83 64,31 63,72

жира, %

Кислотность, °Т 19,0 22,0 18,0 21,0

Растворимость, мл сырого 0,20 0,18 0,18 0,15

осадка

Перекисные числа, % йода 0,235 0,201 0,122 0,119

Кислотность, ° Т 1,28 1,28 1,26 1,24

Тиобарбитуровые числа, 0,131 0,113 0,101 0,089

ед. опт. плотности

Индукционный период, ч

истинный 23,1 25,0 30,0 30,2

ускоренный 5,11 5,54 6,23 6,68

Восстанавливаемость, мин 20 10 18 12

собности, предназначенного для питания людей в автономных условиях существования, необходимо: применять «щадящую» сублимационную сушку; обогащать продукт

биологически активными добавками бифидумбактерий; использовать антиокислители флавоноид-ного характера (дигидрокверце-тин), увеличивающий срок годнос-

ти в 2 раза; в качестве синергиста применять аскорбиновую кислоту (витамин С); заменять частично молочный жир на ЗМЖ в дозировке не более 50 %; использовать мелкую герметичную упаковку в современные комбинированные пленки на основе металлизированной фольги.

ЛИТЕРАТУРА

1. Нечаев, А.П. Технологии создания жировых продуктов XXI века/

A.П. Нечаев//Масложировая промышленность. - 2010. - № 3. - С. 18-19.

2. Жиры специального назначения SDS: инновационный подход к повышению качества и безопасности мас-ложировой продукции//Молочная промышленность. - 2010. - № 6. -С. 56-57.

3. Харитонов, В.Д. Термодеструктивные измения сухого молока в процессе распылительной сушки/

B.Д. Харитонов, Л.В. Петрова, С.В. Петрова. - Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2009.

Автоматизированная система управления производством Tetra PlantMaster TM

В московском офисе компании «Тетра Пак», мирового лидера в области решений для переработки и упаковки жидких пищевых продуктов, установлена уникальная демо-версия системы автоматизированного управления производством Tetra PlantMaster. Ранее получить наглядное представление о работе системы автоматизации Tetra PlantMaster производители пищевых продуктов могли только в Китае и Швеции. Теперь и российские производители могут на практике оценить возможности инновационной системы для интегрированного управления предприятием и принять взвешенное решение о еe приобретении.

Демо-версия автоматизированной системы управления производством Tetra PlantMaster позволяет: контролировать весь производственный цикл в режиме реального времени; устанавливать очередность технологических процессов для повышения эффективности производства; формировать протоколы действий операторов, каждый из которых имеет индивидуальный код доступа в систему; отслеживать источник сырья для каждой партии продукта.

«Система автоматизации Tetra PlantMaster является сегодня одним из наиболее востребованных на рынке решений «Тетра Пак». С открытием демонстрационного зала в нашем московском офисе производители получили возможность познакомиться с функционалом Tetra PlantMaster перед ее приобретением», - говорит Алексей Елкин, руководитель отдела автоматизации компании «Тетра Пак».

Система автоматизации Tetra PlantMaster обеспечивает непрерывный мониторинг производственного процесса в режиме он-лайн и минимизирует риск возникновения сбоев, которые могут привести к снижению качества конечной продукции. Кроме того, система Tetra PlantMaster обеспечивает повторяемость технологических процессов, а значит, постоянство характеристик продукта. Благодаря возможности определить источник сырья на любом этапе производства или дистрибуции продукта, производитель может, в случае необходимости, оперативно отозвать конкретную партию.

На любом этапе производства система Tetra PlantMaster может создать

отчеты, предоставляющие информацию о текущем процессе. Анализ данных о количестве производимых упаковок, объеме вырабатываемого продукта, производственных показателях, эффективности работы установок и безразборной мойке позволяет своевременно выявлять и устранять проблемные ситуации, которые могут возникнуть в процессе производства.

ОАО «Вимм-Билль-Данн» (Компания «ПепсиКо») использует систему автоматизации компании «Тетра Пак» на производственной площадке в г. Раменское. Система помогает нам осуществлять строгий контроль на всех этапах производственного цикла. Важная характеристика системы Tetra PlantMaster - ее адаптивность к нашим требованиям. Благодаря системе Tetra PlantMaster мы можем оперативно выявлять и устранять любые нарушения технологического процесса, а впоследствии предупреждать причины их возникновения, обеспечивая безопасность конечного продукта для наших потребителей», - говорит Дмитрий Свирин, директор по производству ПП «Раменское».