Диссертация напитки из молочной сыворотки

• Специальность ВАК РФ 05.18.04
• Количество страниц 190

Оглавление диссертации кандидат технических наук Алиева, Людмила Руслановна

Глава 1. Анализ состояния вопроса и задачи исследований

1.1. Современные тенденции развития молокоперерабатывающей отрасли

1.2. Основные аспекты использования сыворотки для производства напитков

1.2.1 Сывороточные напитки с натуральными компонентами

1.2.2 Ароматизированные сывороточные напитки

1.3 Характеристика основных методов выделения белков из молочной сыворотки

1.3.1 Механизм тепловой денатурации

1.3.3 Сорбционные методы

1.3.4 Коагуляция белков в сгущенной сыворотке

1.3.5 Физическое воздействие

1.4 Научное обоснование выбора хитозана в качестве объекта исследований

1.4.1 Полисахариды в природе. Характеристика полисахаридов

1.4.2 Характеристика и свойства хитина и хитозана

1.4.3 Основные направления использования хитина и хитозана

1.4.4 Медико-биологические аспекты применения хитозана

1.5 Цель и задачи исследования

Глава 2. Методология и организация выполнения работы

2.1. Организация работы

2.2. Методы исследований

2.3. Обработка результатов исследования

Глава 3. Изучение закономерностей процесса разделения молочной сыворотки на фракции под воздействием уксуснокислого раствора хитозана

3.1 Теоретические предпосылки применения хитозана для осветления молочной сыворотки

3.2 Оценка возможности использования коллоидного уксуснокислого раствора хитозана для выделения белков

3.3 Исследование влияния дозы различных видов коллоидного раствора хитозана на процесс фракционирования сыворотки

3.5 Влияние титруемой кислотности сыворотки на эффективность выделения белков хитозаном

Глава 4. Изучение процессов выделения сывороточных белков раствором хитозана на молочной сыворотке

4.1 Выбор вида растворителя для приготовления коллоидного раствора хитозана

4.2 Разделение молочной сыворотки на фракции коллоидным раствором хитозана на сыворотке

4.2.1 Исследование влияния дозы коллоидного раствора хитозана на молочной сыворотке на процесс комплексообра-зования с белками

4.2.2 Влияние температуры на разделение системы хитозан : молочная сыворотка

4.2.3 Оптимизация процесса выделения белков из сыворотки с учетом межфакторного взаимодействия

4.3 Физико-химические основы взаимодействия хитозана с компонентами молочной сыворотки

Глава 5. Разработка технологии безалкогольных напитков на основе молочной сыворотки, осветленной хитозаном

5.1 Оптимизация рецептур напитков на основе осветленной хитозаном подсырной сыворотки

5.1.1 Ароматизированные напитки

5.1.2 Молочно-фруктовые напитки

5.1.3 Комбинированные сывороточные напитки

5.2 Создание универсальной технологической схемы производства сывороточных напитков с использованием хитозана

5.2.1 Ароматизированные напитки

5.2.2 Напитки с натуральными соками

5.3 Исследование качественных характеристик готовых продуктов

5.3.1 Физиологическая ценность

5.3.2 Потребительские достоинства

5.3.3 Технологическая ценность

Глава 6. Технико-экономическая, экологическая и социальная оценка разработанных технологий

6.1 Маркетинговые исследования

6.1.1 Товар в маркетинговом понимании

6.1.2 Тенденции развития рынка напитков

6.1.3 Анализ ситуации на рынке сывороточных напитков

6.2 Оценка экономической эффективности

6.3 Экологическая оценка проекта

6.3.1 Экологические аспекты применения хитозана

6.3.2 Экологический мониторинг разработанных технологий

6.4 Социальная значимость

Численность населения на земном шаре продолжает расти. По прогнозам специалистов, на период следующих 25 лет количество проживающих на земле людей увеличится до 7,5 млрд. человек. Этот рост сопровождается естественным увеличением потребления напитков и продуктов питания [1]. Причем в последнее время потребителей во всем мире отличает все более осознанное отношение к пище и напиткам. Они предъявляют требования как к гармоничному, сбалансированному вкусу, так и к содержанию полезных для здоровья веществ. Глобальную тенденцию потребительского спроса можно выразить так: больше натуральности, больше пользы, меньше алкоголя [2]. Особенно важен правильный подбор компонентов в производстве молочных продуктов, являющихся необходимой частью ежедневного рациона человека.

В технологии напитков для разделения молочной сыворотки на белковую и безбелковую фракции используются различные методы. Традиционные способы осветления молочной сыворотки имеют значительные энергетические затраты и невысокую степень выделения белка. Поэтому поиск новых комплек-сообразователей, обладающих высокой сорбционной емкостью, и одновременно ценными функциональными свойствами приобретает особую актуальность.

Широкие перспективы в молочной промышленности имеет применение полисахарида хитозана в качестве комплексообразователя для разделения молочной сыворотки на белковую и безбелковую фракции. В отличие от традиционных способов осветления сыворотки при использовании хитозана значительно сокращаются энергетические затраты, повышается степень выделения бежа, увеличивается биологическая ценность. Это позволит снизить себестоимость продукта и получить дополнительную прибыль.

В задачу проводимых исследований входило изучение процесса комплек-сообразования хитозана с сывороточными белками и разработка технологии новых видов напитков из осветленной молочной сыворотки. На защиту выносятся следующие основные положения: физико-химические основы и результаты экспериментальных исследований получения коллоидных растворов хитозана с заданными свойствами; анализ закономерностей процесса фракционирования молочной сыворотки и оптимизация условий получения качественной основы для напитков; научное обоснование технологических режимов производства и рецептуры безалкогольных напитков с натуральными соками и ароматизаторами.

Возникновение данного направления исследований обусловлено практической необходимостью перерабатывающей отрасли в эффективной технологии переработки молочной сыворотки, не требующей значительных капитальных затрат. Практическая реализация результатов исследований позволяет создать серию конкурентоспособных продуктов из сыворотки, сочетающих хорошие органолептические и функциональные свойства.

Настоящая работа выполнялась в рамках грантов Минобразования РФ (1995, 2003 г.), комплексной программы Министерства сельского хозяйства Ставропольского края (2002 г.)

Автор выражает благодарность научному консультанту - профессору, к.т.н., Заслуженному работнику высшей школы Василисину C.B.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

Научная электронная библиотека disserCat — современная наука РФ, статьи, диссертационные исследования, научная литература, тексты авторефератов диссертаций.

Номер работы: 420502

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Просмотр 1 страницы = 3 руб

Оглавление диссертации:

1.1 Современные тенденции развития молокоперерабатывающей отрасли Исторически молоко всегда рассматривалось как сырье для производства различных молочных продуктов: молочных напитков, десертов, сыра, творога и др. На пороге XXI века в молочной отрасли Европы произошел переворот. Сегодня молоко рассматривается в основном как источник отдельных ценных пищевых компонентов. На первый план выходит производство молочных белковых концентратов, казеина и казеинатов, сывороточных белков, лактозы. Осно

1.2 Основные аспекты использования сыворотки для производства напитков Молочная сыворотка является природной жидкостью, и использование ее для приготовления напитков представляется наиболее естественным и целесообразным. Обладая сложным составом, молочная сыворотка может служить для приготовления напитков различных видов (рис.1). Составные части сыворотки могут быть использованы в напитках как в комплексе, так и в виде отдельных компонентов или их сочетаний [4]. Для производства напитков могу

Мировой тенденцией рынка напитков в наши дни специалисты считают значительное увеличение сегмента, представленного сокосодержащими напитками. Наличие в напитке сока, даже в небольшом процентном соотношении, придает ему полноту вкуса, изысканность и неповторимость аромата. Кроме того, натуральный сок является источником целого ряда полезных веществ: витаминов, микроэлементов, пищевых волокон. Поскольку натуральные 100% соки и нектары с высоким содержанием фруктовой основы доступны по цене дале

Использование натуральных соков или пюре из фруктов и ягод не всегда доступно. Зачастую это трудоемкая и дорогостоящая технология. На современном этапе многие предприятия применяют натуральные или/и идентичные натуральным ароматизаторы. Так, например, фирмы Wild и Doehler выпускают разнообразные уселители вкуса и запаха. В их состав входят подсластители (такие как аспартам, сахарин, цикламат), лимонная кислота, консервант бензоат натрия. Невысокая стоимость такого рода ароматизаторов позволяе

Для производства напитков из сыворотки одной из важнейших операций является осветление. В настоящее время разработан целый ряд способов. Белки можно выделить тепловой денатурацией, денатурацией с изменением реакции среды, адсорбцией на бентонитах, активированных углях, смолах, с применением мембранных методов, обработкой в электромагнитном поле, осаждением различными химическими реагентами. Но до сих пор наиболее распространена тепловая и кислотно-щелочная денатурация сывороточных белков.

Устойчивость глобул белков молочной сыворотки обусловлена конформацией (упаковкой) частиц, зарядом и наличием гидратной оболочки (сольватного слоя). Для выделения белков необходимо нарушить равновесие трех или хотя бы двух из указанных факторов устойчивости. В свежей молочной сыворотке белковые частицы находятся в нативном состоянии. При изменении нативного состояния белка (денатураци) прежде всего нарушается его структура. Белковая глобула в процессе денатурации развертывается, для чего необ

В последнее время возрос интерес к получению сывороточных беков в нативном состоянии. Выделенные белки хорошо растворяются в воде и могут непосредственно вводиться в продукты питания. Для получения концентратов нативного белка во всем мире широко применяются мембранные методы, в частности ультрафильтрация. Ультрафильтрация является способом разделения растворов (без превращения фаз) через полупроницаемую мембрану. Процесс основан на принципе обратного осмоса. При создании над раствором давлен

Извлечение из молочной сыворотки белковых веществ, небелковых азотистых соединений, можно осуществить исходя из принципов сорбционных процессов. В качестве сорбентов используются активированные угли, синтетические смолы, титан, кремний, аппатит, бентониты др. При обработке сыворотки для извлечения определенных компонентов необходимо осуществить процесс адсорбции и последующей десорбции с поверхности сорбента. Английской фирмой "Koch-Light. Lab. Limited" разработана технология выделе

Одним из способов разделения сыворотки на белковую и безбелковую части является безреагентная коагуляция сывороточных белков, основанная на выделении белков при сгущении сыворотки. В качестве теоретической основы для разработки этого способа было принято изменение агрегатного состояния белков в процессе сгущения подсырной сыворотки. При сгущении сыворотки происходят сложные физико-химические изменения как системы в целом, так и ее отдельных компонентов. Рост титруемой кислотности имеет явно э

Для интенсификации процесса коагуляции белков сыворотки используются различные физические воздействия. В нашей стране предложен способ извлечения сывороточных белков из молочной сыворотки, включающий нагрев до 90-95°С , отличающийся тем, что с целью повышения полноты выделения выделения белка, молочную сыворотку предварительно облучают ионизированным излучением дозой 1,7-2,0 мрад. Перед облучением активную кислотность сыворотки доводят до 6,6-7,0 [21]. Известен также способ выделения белков п

Большой интерес представляет процесс выделения белков молочной сыворотки с использованием комплексообразования. В качестве комплексообразователей могут использоваться различные вещества. Первые эксперименты основывались на использовании в качестве осадителя полиакриловой кислоты, гидролизованного этиленмалеинангидрид-сополимера. Параметры осаждения: рН 3,0-4,5, температура 30°С, полиакриловя кислота в виде 25% раствора со средней молекулярной массой 90000. По данной технологии возможно получи

Полисахариды составляют основную массу органического вещества на Земле. Большая часть сухого веса высших наземных растений и водорослей приходится на полисахариды; несколько меньшее, хотя и очень значительное количество полисахаридов выполняет скелетные функции, обеспечивая жесткость клеток или их агрегатов. К таким полисахаридам относятся целлюлоза и хитин - два наиболее распространенных в природе органических вещества. Целлюлоза является основным структурным материалом растений, хотя синтез

Хитин относится к природным полимерам типа целлюлозы и входит в структуру опорных, покровных тканей и внешнего скелета живых низших растений и животных. Хитин по распространению в природе считается вторым (после целлюлозы) полисахаридом за счет синтеза его насекомыми, грибами, ракообразными и водорослями. Доступность хитин/хитозана на порядок выше других природных полисахаридов (табл.2) [32]. Таблица 2 - Источники хитин/хитозана. Ежегодное доступное количество Хитин из ракообразных прочих ист

В связи с развитием промысла ракообразных и масштабным разведением креветок в некоторых странах Азии, достигшим 1 млн. тонн в год, в последние годы проявился значительный интерес к проблеме эффективной утилизации панциря ракообразных [50]. О большом интересе к проблемам изучения этих биополимеров, технологии их получения и использования свидетельствуют семь международных конференций по хитину и хитозану, проведенных за последние 20 лет. Ведущую роль в мире в части исследований по хитиновой пр

Хитин, широко распространенный в природе за счет синтеза его насекомыми, грибами, ракообразными и водорослями, издавна употреблялся в пищу, например, в составе сыров, пива, изделий из раков, крабов и грибов. На мировом рынке имеется несколько видов хитина и хитозана, различающихся по качеству и направлению использования: медицинский, пищевой, стандартный, для технических целей, и специального назначения. Хитозан образует гель более текучий и более стабильный, чем другие некрахмальные полисаха

Проведенный анализ литературных данных показывает, что в последние годы в молочной промышленности уделяется особое внимание промышленной переработке белково-углеводного сырья, в частности сыворотки [4,104,105, 106]. При этом прослеживается тенденция создания продуктов нового поколения, обладающих повышенной пищевой и биологической ценностью с учетом их направленного использования для массового потребления, для лечебнопрофилактического и детского питания. В России, несмотря на большое количест

2.2 Методы исследований Для определения характеристик объектов исследования использовались общепринятые и стандартные методики [111, 112, 113, 114, 115, 116], перечень которых приведен в таблице 3. Таблица 3 - Методы исследований, используемые в работе. № п/п 1 1. 2 3. Наименование показаНаименование метода ГОСТ теля 2 4 3 Титруемая кислотность Титрование ГОСТ 3624-67 Потенциометрический ГОСТ 26781-85 метод Массовая доля сухих Рефрактометрический ГОСТ 24908-84 веществ метод Метод высушивания

Механизм взаимодействия хитозана с белками молока практически не изучен. Однако, основываясь на имеющиеся данные и результаты экспериментальных исследований можно выдвинуть гипотезу, основывающуюся на следующем предположении. Белки молочной сыворотки состоят из нескольких фракций, имеющих разные молекулярные массы, изоэлектрические точки и другие показатели. Характеристика основных фракций сывороточных белков приведена в таблице 4 [116]. Таблица 4 - Характеристика фракций сывороточных белков

На первом этапе исследований в отношении данной тематики было известно следующее:

- хитозан является активным природным сорбентом;

- он обладает рядом ценных биологических свойств и может быть использован в продуктах питания;

- наилучший способ введения хитозана в состав многокомпонентных систем - в виде коллоидного раствора. Информации о физико-химических основах взаимодействии хитозана с белками сыворотки, а также рекомендуемых режимах и дозировках, в ходе работы с литерат

Физико-химические свойства коллоидных растворов в значительной степени зависят от исходных характеристик хитозана. По этой причине длительное время одним из основных факторов, препятствующих широкому применению данного полисахарида, была нестабильность физико-химических параметров промышленно выпускаемого хитозана. Однако современный уровень производства позволяет получать N-ацетилглюкозамин с заранее заданными характеристиками. В этой связи возникла необходимость проведения более глубокого и

3.4 Влияние титруемой кислотности сыворотки на эффективность выделения белков хитозаном Поскольку в результате первого этапа исследований было установлено, что на интенсивность процесса комплексообразования белок-хитозан существенное влияние оказывает кислотность, были проведены исследования поведения различных коллоидных растворов хитозана в условиях варьируемой титруемой кислотности исходной сыворотки. На основании анализа ранее полученных данных была выдвинута рабочая гипотеза об интенсифи

Коллоидные растворы хитозана в зависимости от растворителя значительно меняют органолептические свойства [115]. Известно, что основными факторами, определяющими свойства получаемых рабочих растворов, являются:

- вид хитозана (вид сырья, степень очистки и др.);

- концентрация растворителя, кислотность;

- концентрация хитозана в растворе. Вид используемого хитозана значительно влияет на его сенсорные характеристики. Первые образцы отечественного хитоз

4.2 Разделение молочной сыворотки на фракции коллоидным рас­ твором хитозана на сыворотке

4.2.1 Исследование влияния дозы коллоидного раствора хитозана на молочной сыворотке на процесс комплексообразования с сывороточными белками Коллоидный раствор хитозана на молочной сыворотке может быть широко использован в молочной промышленности в качестве композиционного структурообразователя для выделения сывороточных белков. Представляется целесообразным уточнение параметров процесса разделения молочной сыворотки на белковую и безбелковую фракции с применением данного реагента. Исследовани

4.2.2 Влияние температуры на разделение системы хитозан : молочная сыворотка Поведение системы в условиях повышенных температур представляет определенный теоретический и практический интерес. В этой связи для определения влияния температуры на полноту осаждения белков была проведена серия опытов при различных температурных режимах (20-60 °С). С учетом предварительных исследований для данного эксперимента были отобраны образцы сыворотки кислотностью 14 °Т, объем сыворотки для каждого экспериме

Результаты проведенных исследований показывают, что эффективность разделения системы хитозан: сыворотка на фракции, зависит от кислотности сыворотки, дозы хитозана, времени выдержки и температуры. Оценить эффективность каждого фактора в отдельности позволяют данные эксперимента. Но они не дают общей картины об их взаимодействии. Для определения взаимного влияния факторов была проведена серия опытов по методу центрального композиционного ротатабельного планирования [121]. Объекты исследования:

4.3 Физико-химические основы процесса взаимодействия хитозана с компонентами молочной сыворотки В ходе проведенных экспериментов исследованы параметры разделения молочной сыворотки на фракции под воздействием хитозана. Однако определить точный механизм взаимодействия хитозана с белками молока достаточно сложно. Физико-химические свойства комплексов существенно отличаются от свойств отдельных макромолекулярных реагентов и, в свою очередь, могут быть изменены в широких пределах. Так, состав и с

Прозрачные безалкогольные напитки представляют собой растворы, содержащие компоненты в ионно-молекулярном состоянии. Сыворотка является сложной полидисперсной системой. Одни компоненты растворены в воде, которая является для них дисперсионной средой, а их растворы служат, в свою очередь, дисперсионной средой для других веществ. Так, для лактозы дисперсионной средой является вода, для белков раствор солей, который поддерживает их в коллоидном состоянии, а для жира вся плазма сыворотки, благода

Тонизирующие напитки с различными вкусо-ароматическими компонентами являются наиболее широко распространены. Они сочетают простоту технологии и многовариантность за счет большого ассортимента пищевых добавок, представленного на российском рынке. Наиболее привычным вкусом напитков с фруктовыми наполнителями является кисло-сладкий. Нами исследованы образцы напитков на основе осветленной сыворотки с добавлением сахарозы и лимонной кислоты. Для придания вкуса и аромата готовому продукту использов

В западноевропейских странах сокосодержащие напитки всегда пользовались заслуженной популярностью. Наличие в напитке сока, даже в небольшом процентном соотношении, придает ему полноту вкуса, изысканность и неповторимость аромата. Кроме того, натуральный сок является источником целого ряда полезных веществ: витаминов, микроэлементов, пищевых волокон. В России широкому распространению напитков с содержанием сока препятствует, прежде всего, их высокая стоимость, так как натуральный сок, естестве

Другим направлением является разработка прозрачных сокосодержащих напитков. Данная группа напитков представляет комбинацию осветленной сыворотки, концентратов натуральных соков (в небольшом количестве), сахара, лимонной кислоты, вкусоароматических добавок. Для получения прозрачных напитков по результатам предварительных опытов было принято решение о необходимости вносить концентрат в виде Ill раствора, восстановленного до содержания сухих веществ в натуральном соке. Восстанавливать концентра

5.2 Создание универсальной технологической схемы производства сывороточных напитков с применением хитозана Технологическая система получения напитков представляет собой совокупность физико-химических процессов и их аппаратурное оформление, обеспечивающее заданное качество готового продукта. При разработке технологической схемы получения напитков из молочной сыворотки предусмотрено: полное и комплексное использование сырья, повышенная экономическая эффективность, снижение энергозатрат и сохран

Для производства ароматизированных напитков необходимо четкое разделение сывороточной основы на белковую и безбелковую фракцию В этой связи предусмотрена следующая технологическая схема. Блок 8. Отделение белковой массы центробежным способом. Хитозан образует прочные комплексы с сывороточными белками. Разделение системы на белковую и безбелковую фракции может осуществляться на центрифуге. Блок 9. Приготовление и внесение купажа. Перед приготовлением смеси входящие в состав продукта компонен

Для производства напитков, в состав которых наряду с молочной сывороткой входят натуральные соки, выделение белковой фракции перед составлением смеси не предусматривается. Обработанная хитозаном молочная сыворотка подается в резервуар, куда вносятся немолочные составляющие. Блок 10. Составление молочно-фруктовой смеси. Сахарный сироп готовят аналогично блоку 7. Фруктовые концентраты с высоким содержание сухих веществ (свыше 60 %), а следовательно и фруктовых кислот, следует предварительно нор

. В соответствии с определением Института питания РАМН, под качеством пищевых продуктов понимают совокупность характеристик, которые обуславливают потребительские свойства пищевой продукции и обеспечивают удовлетворять следующим требованиям [1,125]:

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 08.06.2015 2015-06-08

Статья просмотрена: 1999 раз

Недостаточное поступление микронутриентов с пищей — общая проблема всех цивилизованных стран. Рацион питания, достаточный для восполнения умеренных энергозатрат, не может обеспечить организм необходимым количеством витаминов, минеральных веществ и пищевых волокон, потребность в которых у современного человека существенно возросла вследствие роста стрессовых и экологически неблагоприятных факторов [1,2]. Зарубежный и отечественный опыт свидетельствуют, что эффективно и экономически доступно обеспечить население микронутриентами можно за счет создания недорогих комбинированных пищевых продуктов, обогащенных витаминами, минеральными веществами и пищевыми волокнами [3].

Широкое распространение получили комбинированные продукты на основе молочной сыворотки. Сыворотка технологична в переработке, что облегчает получение разных типов новых продуктов. Кроме того, вкус молочной сыворотки хорошо сочетается со вкусом вводимых компонентов [2]. В настоящее время большое внимание уделяется разработке продуктов для лечебного и профилактического питания, обогащенных различными биологически активными веществами, в том числе и витаминами. [3,4]. Овощи являются основным источником минеральных солей и витаминов. Содержание в овощах органических кислот (яблочная, лимонная, винная) и ароматических веществ способствует улучшению аппетита, хорошему усвоению пищи.

Целью исследования являлась разработка технологии новых напитков функционального назначения на основе молочной сыворотки с овощными наполнителями.

Наличие в сыворотке большого количества лактозы делает ее хорошей средой для различных типов брожений (молочнокислое, спиртовое, пропионовокислое и другие), а наличие белков позволяет повышать биологическую ценность вырабатываемых на ее основе продуктов. Сывороточные белки, которые являются важным компонентом сыворотки, оптимально сбалансированы по аминокислотному набору [1].

Химический состав творожной молочной сыворотки, %

Массовая доля сухих веществ, всего

Кислотность, Т 0 , не более

Плотность, кг/м 3 , не менее

Температура, 0 С, не выше

При подборе микрофлоры и разработке технологии функциональных напитков на основе молочной сыворотки с овощными наполнителями необходимо учитывать специфические требования, предъявляемые к продуктам функционального назначения. К ним относятся физиологичность микрофлоры для организма, умеренная кислотность продукта, достаточное количество клеток жизнеспособных микроорганизмов, вводимых с заквасками, повышение питательной и биологической ценности, усвояемости и гигиенической надежности продукта.

Известно, что бифидобактерии дают достаточно высокий урожай клеток, способствуют улучшению вкуса продукта, устойчивы к кислой реакции среды и, следовательно, имеют высокие адгезивные свойства (выживаемость в желудочно-кишечном тракте в процессе микробной трансформации). Бифидобактерии являются основными представителями нормофлоры кишечника человека и это — единственный вид среды микроорганизмов, у которых не выявлено патогенных для человека свойств [3]. Ацидофильные палочки вырабатывают естественные антибиотики, которые подавляют рост бактерий группы кишечной палочки и др., оказывают направленное действие на некоторые метаболические процессы, важные для ускорения восстановления и повышения работоспособности организма [2,5].

Учитывая вышеизложенное, для разработки функционального напитка на основе молочной сыворотки с овощными наполнителями был выбран бактериальный концентрат, состоящая из комбинации культур В.bifidum 791 и L.acidophilus в соотношении 5:1. Как показано в работе [3,6] выбранная комбинация при использовании сухого концентрата бифидобактерии, обеспечивает комбинированной закваске высокие органолептические и реологические показатели, достаточное количество жизнеспособных клеток.

Источником минеральных солей, витаминов, органических кислот и ароматических веществ, способствующих улучшению аппетита и хорошему усвоению пищи наибольший интерес представляет топинамбур, свекла и морковь [7,8].

Для определения пробиотичских свойств используемой закваски изучали влияние овощного пюре на динамику сквашивания молока бакконцентратом, состоящим из В.bifidum 791 и L.acidophilus. На основании исследований литературных источников и практики в технологии напитков из молочной сыворотки был выбран процент вносимой закваски — 3 %.

При исследовании влияния растительных добавок на кинетику сквашивания молока в него вносили пюре свеклы, моркови и топинамбура в количестве 25 %. Полученные смеси пастеризовали, охлаждали до температуры заквашивания и вносили концентрат бифидобактерий. Термостатирование проводили при температуре 37 о С в течение 24 часов, контролем служил образец без растительных добавок. Введение растительных добавок интенсифицирует процесс ферментации. На конец срока сквашивания (24 часа) титруемая кислотность образцов с добавлением пюре овощей превышают контроль.

Следующей задачей, являлось определение влияния введения растительных добавок на динамику сквашивания творожной сыворотки бакконцентратом. Для этого пюре овощей вносили в сыворотку в количестве 30 %, контролем служила сыворотка без растительных добавок. В течение 24 часов закваска не проявляет активности.

Полученные результаты можно объясняется тем, что сыворотка, как среда для развития микроорганизмов, отличается от молока по массовой доли лактозы и активной кислотности, поэтому ее ферментация сухим бакконцентратом продолжительна по времени и приводит к его перерасходу.

Для обеспечения оптимальных условий развития микроорганизмов бакконцентрата необходимо было снизить уровень кислотности творожной сыворотки. На практике для нейтрализации сыворотки используются различные химические вещества (растворы аммиака, гидроксида натрия и др.) [3]. Исходя из этого, необходимо сначала проводить активацию бакконцентрата, а затем вносить активизированный концентрат непосредственно в сыворотку.

Активизация бакконцентрата проводилась двумя способами: активизация в обезжиренном молоке, до нарастания активной кислотности 4,9–5,2 ед.; активизация в нейтрализованной сыворотке, до нарастания кислотности 4,9–5,2 ед.

Ранее был проведен подбор раствор для нейтрализации (раскисления) творожной сыворотки и для этого был выбран раствор питьевой соды (гидрокарбоната натрия). Выбранная концентрация раствора пищевой соды позволяет качественно провести нейтрализацию до рН= 6,2–6,6 ед. перед началом процесса ферментации.

Нейтрализацию проводили добавлением в сыворотку 5 % NaHCO₃ до значения рН= 6,2–6,6 ед. Введение растительных добавок интенсифицирует процесс кислотообразования. Наилучшие результаты были получены при использовании пюре топинамбура. Незначительно меньшая активность наблюдалась в образцах с пюре моркови и свеклы. Таким образом, введение растительных добавок, до сквашивания позволяет интенсифицировать процесс кислотообразования и тем самым сократить процесс ферментации. Установлено, что при использовании заквасок прямого внесения для ферментации сыворотки необходима предварительная их активизация. Наилучшие результаты наблюдаются при внесении концентрата, активизированного на нейтрализованной и электроактивированной сыворотке. В дальнейших испытаниях использовали закваску, приготовленную на нейтрализованной сыворотке.

Для разработки рецептуры функционального напитка необходимо подобрать оптимальное соотношение компонентов (топинамбур:морковь:свекла) для составления овощного пюре, при котором достигался наибольший пребиотический эффект, и при этом продукт обладал хорошими органолептическими показателями. С целью решения этой задачи пюре овощей вносили в сыворотку в количестве от 10 до 40 %, контролем служила сыворотка без растительных добавок.

После серии опытов выяснилось, что увеличение массовой доли растительного компонента интенсифицирует процесс кислотообразования, но одновременно с этим ухудшаются органолептические показатели продукта, поэтому оптимальной нормой внесения пюре является 20–30 %. Наибольший эффект достигался при использовании топинамбура. Это объясняется тем, что топинамбур богат инулином, который используется в процессе жизнедеятельности отдельными видами бифидобактерий как питательное вещество.

Из проведенных ранее исследовании можно сделать вывод, что образцы с пюре топинамбура уступают по внешнему виду, образцам с пюре моркови и свеклы, поэтому с целью улучшения органолептических свойств предложено использовать комбинации пюре топинамбур:морковь:свекла. Следует отметить, что свекла содержит природный краситель бетанин, который хорошо растворим в воде и способен давать более интенсивное окрашивание. Пюре из моркови в технологии сывороточного напитка также улучшает цвет продукта за счет наличия красящих пигментов — каратиноидов — и усиливает профилактические свойства за счет наличия таких функциональных ингредиентов, как пантотеновая кислота и ее производные, пищевые волокна и витамины. Пантотеновая кислота и ее производные обладает ростстимулирующим действием в отношении различных штаммов бифидобактерий.

Таким образом, добавление растительных компонентов при получении функциональных напитков из молочной сыворотки позволяет не только улучшать вкусовые качества продукта, сбалансировать микронутриентный состав, но и усилить пробиотический эффект и придать продукту симбиотические свойства.

Дегустационный анализ является наиболее распространенным и, вместе с тем, наиболее объективным и надежным способом оценки качества продуктов. Для дегустации были выбраны 3 опытных образцов сывороточного напитка с овощным пюре, состоящим из топинамбура, моркови и свеклы в соотношении:

1. Образец 1.-пюре топинамбура 70 %, моркови 20 %, свеклы 10 %.

2. Образец 2.-пюре топинамбура 60 %, моркови 20 % свеклы 20 %.

3. Образец 3.-пюре топинамбура 50 %, моркови 25 %, свеклы 25 %.

Результаты дегустации показывают, что наиболее низкие оценки дегустационной комиссии получил образец № 3 — в образце преобладает насыщенный яркий цвет, вкус и запах свеклы, не свойственный сывороточному напитку. Наиболее высокие оценки получил образец 1 — образец обладает мягким кисло-сладким вкусом, с запахом внесенного ароматизатора; цвет — приятный свекловичный, равномерный по всей массе, консистенция — однородная, в меру вязкая жидкость. На основание полученных данных дальнейшие исследования будут проводиться с опытным образцом 1 — т. е. в качестве овощной добавки при выработке функционального напитка на основе творожной сыворотки будет использоваться пюре, состоящее из 70 % топинамбура, 20 % моркови, 10 % свеклы.

Физико-химические показатели сывороточного напитка с овощными наполнителями