Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина»

На правах рукописи

ДЕМИДОВА ВАРВАРА АНДРЕЕВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА БИОТЕХНОЛОГИИ

МЯГКОГО ТВОРОГА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИНГРЕДИЕНТОВ

Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных и

рыбных продуктов и холодильных производств

Диссертация

на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук,

доцент, Е.А. Молибога

ОМСК 2018

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ……………………………………………..................................... 5

Основная часть …………………………………………………….........… 10

Глава 1 Аналитический обзор научно-технической литературы по пробле-

ме «Научно-практическое обеспечение совершенствования технологии

производства творога» …...............………..........................................................

10

1.1 Основные задачи государственной политики в области обеспечения

продовольственной безопасности населения России и пути их решения.

10

1.2 Значение пищевой биотехнологии, как области исследований и раз-

работок продуктов здорового питания .........................................................

13

1.3 Инновационные технологии творога и творожных продуктов. Обо-

гащение молочных продуктов, в соответствии с рекомендациями нут-

рициологов, пищевыми волокнами и биологически активными компо-

нентами пищи .......................................................................................

19

1.4 Биообъекты и их значение в формировании функциональных фер-

ментированных молочных продуктов ..............................……....…............

27

1.5 Заключение по главе 1. Цель исследований ………............................. 30

Глава 2 Методология и методы проведения исследований …………........... 31

2.1 Методология проведения экспериментальных исследований …........ 31

2.2 Объекты и методы исследований .............….......................................... 34

2.2.1 Физико-химические методы и органолептические

методы ........………….........…..........................................................

34

2.2.2 Микробиологические показатели и показатели безопасности … 36

2.2.3 Биохимические методы ………....................................................... 37

2.2.4 Реологические методы ...............……………………..................... 38

2.2.5 Методы математического анализа ................................................. 40

Глава 3 Результаты исследований и их анализ ………………....................... 41

3.1 Обоснование направления исследований и нормативных требова-

ний к новому продукту и его технологии ....................................................

41

3

3.2 Определение перспектив сырьевой зоны по качественным показа-

телям молока сырого для производства мягкого творога ..........................

42

3.3 Выбор способа производства и определение основных технологи-

ческих параметров молочно-белковой основы мягкого творога ...............

45

3.4 Исследование технологических свойств пищевых волокон «Цитри-

Фай» .............................…................................................................................

54

3.5 Экспериментально-аналитическое обоснование влияния пищевых

волокон «Цитри-Фай» на процесс ферментации сливок ..…...…...............

56

3.6 Математическое моделирование совокупности экспериментальных

данных для оптимизации процесса применения пищевых волокон в

биотехнологии мягкого творога …...………………………….....................

64

3.7 Разработка биотехнологии мягкого творога, обогащенного функци-

ональными ингредиентами для производства на линии «Tewes Bis»

76

3.8 Исследование процесса хранения мягкого творога и определение

срока его годности ..........................................................................................

80

3.9 Определение пищевой, биологической и энергетической ценности

мягкого творога ....….....................................................................................

83

Глава 4 Практическая реализация результатов исследований ….................. 88

4.1 Характеристика основных требований к химическому составу, каче-

ству и безопасности мягкого творога .......................................................

88

4.2 Основные аспекты биотехнологии мягкого творога «Чебаркуль-

ский» ................................................................................................................

91

4.3 Расчёт экономических показателей производства мягкого творога

«Чебаркульский»………………………………………………………..........

92

4.4 Производственная апробация биотехнологии нового вида мягкого

творога …………………………………………………………….................

95

Заключение …………………………………………………………….............. 96

Список литературы ……………………………………………………............ 98

Список иллюстративного материала…………………………………

4

Приложения ……………………………………………………….......….....…. 115

Приложение 1 – Справки о качестве молока поступившего от постав-

щиков на ОАО «Чебаркульский молочный завод» (2014, 2015, 2016 гг.).

Приложение 2 – Математическая обработка экспериментальных дан-

ных ……...…....................................................................................................

Приложение 3 – Патент РФ № 2570549 ……...............................................

Приложение 4 – СТО 00430456-01-2017 для производства мягкого тво-

рога «Чебаркульский» ………………………………… ………..….............

Приложение 5 – Протокол испытаний (НОЦ КемТИПП) ….....….............

Приложение 6 – Протокол испытаний (лаборатория ОАО «Чебаркуль-

ский молочный завод») ……………………………………..........................

Приложение 7 – Протоколы производственных выработок (2015, 2016,

2017 гг.) ………………….…...........................................................................

Приложение 8 – Акты дегустации опытных продуктов (2015, 2016, 2017

гг.) …………………….....................................................................................

Приложение 9 – Протокол намерений о вводе в производство нового

продукта ……………………………………………………………………...

Приложение 10 – Протокол о внедрении в образовательный процесс ре-

зультатов НИР ……………………………………………………………….

5

ВВЕДЕНИЕ

Первостепенная задача каждого государства обеспечить население доступ-

ным и качественным продовольствием. Министр сельского хозяйства Российской

Федерации А.Н. Ткачев, подводя итоги работы агропромышленного комплекса

страны в 2017 году с удовлетворением отметил, что Россия способна прокормить

себя, как в настоящее время, так и в будущем. Задача которую поставил Прези-

дент Российской Федерации В.В. Путин перед работниками агропродовольствен-

ной сферы экономики нашей страны и перед Министерством сельского хозяйства

Российской Федерации, состоит в том, чтобы минимум 90 % продуктов питания

на продуктовых полках в торговых организациях были российского производства

в ближайший период будет выполнена [111].

Для реализации государственной экономической политики указом Прези-

дента Российской Федерации принята «Доктрина продовольственной безопасно-

сти Российской Федерации» [148], программа реализации которой во многом

определяется эффективной работой АПК страны и её базовой отраслью – сель-

ским хозяйством. Об этом свидетельствует содержание Федеральной научно-

технической программы развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы [109], в

которой значительная роль отводится научно-технологическому сопровождению

программы.

В частности, в качестве приоритетных, на ближайшие 10-15 лет, утвержде-

ны направления научно-технологического развития Российской Федерации, ко-

торые позволят получить научные и научно-технические результаты и создать

технологии, являющиеся основой инновационного развития внутреннего рынка

продуктов и услуг, а также обеспечат устойчивое положение России на внешних

рынках.

В настоящее время одним из главных трендов пищевой промышленности

считается разработка биотехнологий инновационных продуктов и, прежде всего,

6

на молочной основе: функциональных и обогащенных для специализированного

питания.

Специалисты института статистических исследований и экономики знаний

Высшей школы экономики в числе современных глобальных технологических

трендов описали три перспективных направления, сочетающие как традицион-

ные, так и новые методы для создания базы производства пробиотических микро-

организмов, функциональных продуктов питания и пищевых продуктов на базе

вторичного пищевого сырья. Такие биотехнологии позволяют улучшить питание

людей и защитить их от болезней [49].

Творог – традиционный белковый кисломолочный продукт, который явля-

ется наиболее востребованным в рамках растущего интереса населения страны к

здоровому питанию. Его пищевую и биологическую ценность обуславливает вы-

сокое содержание аминокислот, в том числе серосодержащих – метионина и ли-

зина, а также холина, кальция, фосфора, магния и др. [15].

В связи с вышеизложенным, направление исследований по совершенство-

ванию технологии творога и разработки её новых аспектов является актуальным.

Степень разработанности темы. Теоретические и практические основы про-

изводства творога, научные аспекты повышения его качества отражены в научных

трудах Н.Н. Липатова (ст.), Н.Н. Липатова (мл.), В.Д. Харитонова, З.С. Зобковой,

и др. Современное состояние и перспективы развития биотехнологий функцио-

нальных и обогащенных пищевых продуктов представлены в исследованиях А.Г.

Храмцова, Д.В. Харитонова, А.Ю. Просекова, Л.А. Остроумова, И.А. Евдокимова,

А.Н Петрова, Н.А. Тихомировой, В.И. Ганиной, И.А. Смирновой, И.С. Хамагае-

вой, Н.Б. Гавриловой, Л.В. Голубевой, Л.М. Захаровой, Г.Б. Гаврилова, Е.И. Ре-

шетник и других российских учёных.

Работа выполнена в рамках зарегистрированной научно-практической темы

«Разработать теоретические основы, создать новые технологии и технику для

производства безопасных продуктов питания с функциональными свойствами»

№ 01200609463, а также гранта Президента Российской Федерации № 14.120.

7

14.5651-МК от 03 февраля 2014 г., по теме «Научное и экспериментальное обос-

нование технологии сырных продуктов специального назначения».

Цель работы и задачи исследований. Цель диссертационной работы – раз-

работка биотехнологии мягкого творога на основании результатов исследования

влияния функциональных ингредиентов на его пищевую и биологическую цен-

ность. Для достижения цели сформулированы следующие задачи:

- обосновать нормативные требования к новому продукту;

- выбрать способ производства и изучить параметры тепловой обработки на

качественные показатели молочно-белковой основы мягкого творога;

- исследовать технологические свойства пищевых волокон (ПВ) «Цитри-

Фай»;

- изучить эффективность влияния ПВ «Цитри-Фай» на процесс фермента-

ции сливок пробиотическими культурами;

- оптимизировать вид и количество ПВ «Цитри-Фай» на основании матема-

тического моделирования совокупности экспериментальных данных;

- разработать биотехнологию мягкого творога обогащенного функциональ-

ными ингредиентами для производства на линии «Tewes Bis»;

- определить пищевую, биологическую ценность и срок годности мягкого

творога;

- провести промышленную апробацию биотехнологии нового продукта.

Научная новизна работы. Научно обоснованы параметры производства мо-

лочно-белковой основы (обезжиренного творога) с повышенным содержанием

белка, улучшенными органолептическими показателями: кремовым цветом и вку-

сом «топленого» молока. Исследованы технологические свойства пищевых воло-

кон «Цитри-Фай», установлена эффективность использования пищевых волокон

среднего помола. Определены закономерности влияния ПВ «Цитри-Фай» на про-

цесс ферментации сливок пробиотическими культурами. Оптимизирована доза

ПВ «Цитри-Фай» путём математического моделирования комплекса эксперимен-

тальных данных. Разработана биотехнология мягкого творога с функциональны-

8

ми ингредиентами. Определены его пищевая, биологическая и энергетическая

ценность, степень «функциональности» и срок годности.

Теоретическая и практическая значимость работы. На основании экспери-

ментально-аналитических результатов исследований разработана биотехнология

мягкого творога «Чебаркульский», утверждена нормативная документация для

его производства СТО 00430456-01-2017 (Приложение 4).

Проведена промышленная апробация биотехнологии мягкого творога на

молочном предприятии ОАО «Чебаркульский молочный завод». Научная новизна

производства мягкого творога отражена в патенте РФ № 2570549 (Приложение 3).

Методические и практические положения научной работы используются в

образовательном процессе обучения бакалавров и магистров по направлениям

подготовки: Продукты питания животного происхождения; Продукты питания из

растительного сырья (Приложение 10).

Методология и методы исследования. В исследованиях использовались

общепринятые и стандартные методы: органолептические, физико-химические,

микробиологические, биохимические, реологические. Многочисленные экспери-

ментальные данные обработаны методами математической статистики с исполь-

зованием программы «Statistic 7».

Основные положения выносимые на защиту:

- результаты комплексного исследования технологических свойств пищевых

волокон «Цитри-Фай» и эффективности их использования в биотехноло-

гии мягкого творога;

- биотехнологические аспекты формирования пробиотических свойств мяг-

кого творога, как функционального пищевого продукта;

- основные параметры биотехнологии производства мягкого творога, обо-

гащённого функциональными ингредиентами, на линии «Tewes Bis».

Достоверность результатов подтверждается пятикратной повторностью экс-

периментальных исследований и хорошей воспроизводимостью данных, полу-

ченных с использованием стандартных, общепринятых методов исследований и

научных приборов. Качество и безопасность нового продукта в соответствии с

9

требованиями, технического регламента Таможенного союза «О безопасности

молока и молочной продукции» (ТР ТС 033/2013) определены в научно-

образовательном центре ФГБОУ ВО «Кемеровский технологический институт

пищевой промышленности (университет)».

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Область ис-

следований диссертации соответствует п.п. 1, 2, 6 и 7 паспорта научной специаль-

ности 15.18.04 – Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холо-

дильных производств:

- изучение состава и свойств сырья и закономерностей формирования за-

данных качественных показателей мясных, молочных и рыбных продук-

тов, их холодильной обработки и хранения;

- изучение биохимических, микробиологических, физико-химических и

реологических изменений в процессе производства и хранения мясных,

молочных и рыбных продуктов;

- изучение биотрансформации мясного, молочного и рыбного сырья при це-

ленаправленном использовании микроорганизмов;

- создание технологий мясных, молочных и рыбных продуктов с использо-

ванием микробиологических ферментных, а также биологически активных

веществ, пищевых красителей.

Апробация результатов. Основные положения и результаты исследований

диссертационной работы были предметом докладов и обсуждений на междуна-

родных и Всероссийских научно-технических конференциях, в том числе: «Со-

временный взгляд на производство продуктов здорового питания» (Омск, 2014);

«Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и

производство» (Воронеж, 2017); «Инновационное развитие пищевой, легкой про-

мышленности и индустрии гостеприимства» (Алма-Ата, 2017); «Эффективное

животноводство – залог успешного развития АПК региона» (Омск, 2017); «Инно-

вации в пищевой промышленности: образование, наука, производство» (Благове-

щенск, 2018).

10

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Глава 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ

ЛИТЕРАТУРЫ ПО ПРОБЛЕМЕ «НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ТВОРОГА»

1.1 Основные задачи государственной политики в области

обеспечения продовольственной безопасности населения России

и пути их решения

В современных социально-экономических условиях АПК является одним из

крупнейших и жизненно важных секторов российской экономики. Эффективность

его функционирования оказывает решающее влияние на надёжное продоволь-

ственное обеспечение и жизненный уровень населения страны [112].

Питание является важнейшим фактором, интегрирующим здоровье чело-

века с момента зачатия и в течение всей жизни. Неполноценное питание во всех

его формах, включая недоедание, недостаточность микронутриентов или избы-

точное потребление, не только затрагивает здоровье и благополучие людей, нега-

тивно влияя на физическое и умственное развитие, угрожая иммунной системе,

снижая устойчивость к инфекционным заболеваниям, повышая риск неинфекци-

онных заболеваний, препятствуя реализации потенциала личности и снижая про-

изводительность труда, но и ложится тяжелым бременем в виде социально-

экономических издержек на отдельных людей, семью и государство.

Важную роль в обеспечении здоровья человека играет качество и безопас-

ность пищевых продуктов. Только оптимальные количество и качество пищевой

11

продукции, а также оптимальная структура питания, обеспечивающие здоровье

населения, составляют продовольственную безопасность страны [144].

Данные постулаты нашли своё отражение в Доктрине продовольственной

безопасности РФ [148], где особо подчёркнута важность следующих направлений:

- создание новых технологий глубокой и комплексной переработки продо-

вольственного сырья, методов хранения и транспортировки сельскохозяй-

ственной и рыбной продукции;

- развитие научного потенциала агропромышленного комплекса и др.

В данной программе также указано, что формирование здорового типа пи-

тания потребует:

- развития фундаментальных и прикладных научных исследований по меди-

ко-биологической оценке безопасности новых источников пищи и ингре-

диентов, внедрения инновационных технологий, включающих био- и

нанотехнологии, технологии органического производства пищевых про-

дуктов и продовольственного сырья, наращивания производства новых

обогащенных, диетических и функциональных пищевых продуктов.

Важным направлением государственной политики так же является совер-

шенствование и развитие научно-технического сопровождения деятельности

АПК, что нашло своё отражение в документе «О Стратегии научно-техноло-

гического развития Российской Федерации», где в числе приоритетов указаны та-

кие, как переход к высокопродуктивному и экологически чистому агро- и аквахо-

зяйству, разработка и внедрение систем рационального применения средств хи-

мической и биологической защиты сельскохозяйственных растений и животных,

хранение и эффективная переработка сельскохозяйственной продукции, создание

безопасных и качественных, в том числе функциональных продуктов питания

[147].

Роль молочных продуктов в питании человека невозможно переоценить.

Они, с одной стороны, изначально обладают полезными свойствами в силу осо-

бенностей состава и свойств сырья, из которого изготавливаются, с другой - отно-

12

сятся к группе продуктов повседневного потребления и сопровождают человека в

течение всей его жизни [88, 107].

Министерством здравоохранения РФ утверждены «Рекомендации по рацио-

нальным нормам потребления пищевых продуктов, отвечающих современным

требованиям здорового питания» в котором самое большое количество

(кг/год/человек) приходится на группу продуктов «Молоко и молокопродукты»,

всего в пересчёте на молоко – 32,5, в числе которых доля творога с м.д.ж. 9-18 %

и творога с м.д.ж. 0-9 % составляет 9 и 10 кг, соответственно [110].

В рамках реализации российской государственной стратегии повышения

качества пищевой продукции на период до 2030 г. [132] И.С. Полянская и В.Ф.

Семенихина отметили новый этап развития технологий функциональных, обога-

щенных и специализированных продуктов на молочной основе. При этом, на ос-

нове разъяснений терминологии и различий между этими группами продуктов

предложили классификацию функциональных пищевых продуктов [107].

Согласно СанПиН 2.3.2.2804-10 [119] «обогащенные пищевые продукты» в

усредненной суточной порции продукта (или в одной упаковке продукта, если она

содержит одну его порцию) должны содержать не менее 15 % и не более 50 % от

норм физиологической потребности нутриента (в 100 г, 100 мл или на 100 ккал

для продуктов с энергетической ценностью более 350 ккал/100 г). При этом, до-

полнительное внесение нутриентов в пищевые продукты должно быть не менее

10 % от нормы физиологической потребности человека. Такой же минимальный

уровень обогащения установлен в ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые. Про-

дукты пищевые функциональные. Термины и определения» и последующих его

изменениях [32, 34].

В соответствии с ГОСТ Р 55577-2013 «Продукты пищевые, продукты пище-

вые функциональные» [36] содержание каждого пищевого или биологически ак-

тивного вещества (нутриента) в 100 см или 100 г, или разовой порции пищевого

продукта должно составлять не менее 15 % от уровня рекомендуемого суточного

потребления. При этом нижний уровень внесения нутриента уменьшается до 0 %,

а верхний уровень его содержания должен соответствовать требованиям Техниче-

13

ского регламента Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» (ТР

ТС 021/2011), но не более 100 % от рекомендуемого суточного потребления. Со-

держание пробиотических микроорганизмов в составе функциональных пищевых

продуктов должно составлять не менее 106 колониеобразующих единиц (микроб-

ных клеток) в 1 г или 1 см3 [107].

Д.В. Харитонов так же подчеркивая важность качества молочной продук-

ции, как основы здоровья нации, указывает, что употребление пищевой продук-

ции с низкими потребительскими свойствами является причиной снижения каче-

ства жизни и развития ряда заболеваний населения, в том числе за счет необос-

нованно высокой калорийности пищевой продукции, сниженной пищевой ценно-

сти, избыточного потребления насыщенных жиров, дефицита микронутриентов и

пищевых волокон [152].

Н.А. Тихомирова характеризуя специализированную пищевую продукцию,

включая детское, лечебно-профилактическое, спортивное питание, как продук-

цию, обеспечивающую здоровый образ жизни особое значение отводит таким мо-

лочным продуктам, как кисломолочные напитки, творог, сметана, в которых по-

нижено содержание лактозы [137].

Анализ современных государственных программ и их связи с динамичным

развитием производства функциональных, обогащенных и специализированных

продуктов на молочной основе позволяет считать актуальным совершенствование

технологии традиционных молочных продуктов и разработку инновационных,

для обеспечения населения Российской Федерации качественным и безопасным

питанием.

1.2 Значение пищевой биотехнологии, как области

исследований и разработок продуктов здорового питания

14

Пищевые биотехнологии – область исследований и разработок, нацеленных

на получение пищевого сырья, продуктов, ингредиентов и вспомогательных ма-

териалов с необходимыми свойствами. Существует три перспективных направле-

ния, сочетающие как традиционные, так и новые методы для создания базы про-

изводства пробиотических микроорганизмов, функциональных продуктов пита-

ния и пищевых продуктов на основе молочного сырья с использованием функци-

ональных ингредиентов [4].

А.Ф. Доронин и Б.А. Шендеров считают, что одним из выдающихся дости-

жений конца XX века является разработка принципиально новой концепции

«пробиотики и функциональное питание», затрагивающей многие фундамен-

тальные и прикладные аспекты здоровья человека, медицины, нутрициологии и

биотехнологии. Под понятием пробиотики и функциональное питание в настоя-

щее время понимают такие препараты, как биологически активные добавки к пи-

ще и продукты питания, которые при включении в пищевой рацион обеспечивают

организм человека не столько энергетическим и пластическим материалом,

сколько контролируют и модулируют (оптимизируют) конкретные физиологиче-

ские функции, биохимические и поведенческие реакции, способствуют поддержа-

нию здоровья, снижают риск возникновения заболеваний и ускоряют процесс вы-

здоровления.

В перечень основных категорий пробиотиков и продуктов функционального

питания так же включены определенные представители нормальной кишечной

микрофлоры человека, пищевые волокна, фруктоолигосахариды, сахароспирты,

аминокислоты, пептиды, минералы, витамины, изопреноиды, ненасыщенные

жирные кислоты, холины и другие [44].

Н.Б. Гавриловой представлены результаты собственных теоретических и

экспериментальных исследований в области биотехнологии комбинированных

кисломолочных продуктов: разработка принципов конструирования поликомпо-

нентных заквасок на основе совместного использования лакто- и бифидобакте-

рий, а также новые технологии комбинированных кисломолочных продуктов с

функциональными свойствами [10].

15

В 2015 году на конгрессе Федерации европейских микробиологических об-

ществ (FEMS) была выдвинута концепция о включении в состав продуктов пита-

ния поликомпонентных пробиотических консорциумов, которая может лечь в ос-

нову комплексной профилактики болезней. Пробиотики – бактериальные препа-

раты из микробных культур (это преимущественно молочнокислые и бифидобак-

терии), способные корректировать микрофлору «хозяина», лечить и предотвра-

щать ряд болезней, в частности желудочно-кишечного тракта, развитие кариеса,

атопического дерматита и других заболеваний [4].

Н.А. Тихомирова обобщила теоретические и практические результаты соб-

ственных исследований, а также других современных учёных по разработке и

внедрению в производство технологий продуктов функционального и лечебно-

профилактического питания [138, 139].

О.В. Пасько и Н.Б. Гаврилова на основании многолетних эксперименталь-

но-аналитических исследований изложили современные представления об основ-

ных закономерностях формирования сложных биотехнологических молочных и

молокосодержащих систем (БТМС). Ими представлены результаты собственных

теоретических и экспериментальных исследований процесса ферментации БТМС

ассоциациями пробиотических культур, изучения эффективных способов активи-

зации, стимулирования их ассоциативного роста и обеспечения устойчивости к

термоинактивации в процессе производства и хранения БТМС. На основании по-

лученных результатов предложены методологические принципы и технологии

ферментированных молочных и молокосодержащих продуктов, пути их практи-

ческого использования [92].

Следует подчеркнуть, что основателями направления «функциональное пи-

тание» являются японские учёные. Е.А. Молибога на основании аналитической

работы отмечает, что к настоящему времени перспективные работы по изучению

и разработке продуктов функционального питания ведутся в Японии, США, Гер-

мании, Франции, Великобритании, России, Финляндии и других странах. Для ря-

да стран разработка продуктов функционального питания стала стратегическим

16

направлением, т.к. оно в наибольшей степени отвечает запросам потребителей и,

следовательно, будет пользоваться спросом.

Теоретическому обоснованию и практической реализации концепции био-

технологии функциональных продуктов питания посвящены научные труды оте-

чественных учёных И.А. Рогова, А.Г. Храмцова, В.Д. Харитонова, Л.А. Остро-

умова, А.А. Майорова, М.С. Уманского, И.С. Хамагаевой, Ю.Я. Свириденко, Н.П.

Захаровой, И.А. Евдокимова, Г.Б. Гаврилова, Н.Б. Гавриловой, В.И. Ганиной, Л.А.

Забодаловой, Н.И. Дунченко, Н.А. Тихомировой, Б.А. Шендерова, А.Ю. Просеко-

ва, И.А. Смирновой, М.П. Щетинина и других известных учёных [83].

Таким образом, обобщая вышеизложенное, следует подчеркнуть, что про-

дукты здорового питания, или продукты функционального питания, кроме реали-

зации пластической и энергетической функций, обладают выраженным физиоло-

гическим эффектом. В соответствии с ГОСТ Р 52349-2005 функциональный пи-

щевой продукт определяется как «пищевой продукт, предназначенный для сис-

тематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными

группами здорового населения, снижающий риск развития заболеваний, связан-

ных с питанием, сохраняющий и улучшающий здоровье за счет наличия в его со-

ставе физиологически функциональных пищевых ингредиентов». К числу физио-

логически функциональных пищевых ингредиентов относятся пищевые волокна,

витамины, минеральные вещества, полиненасыщенные жирные кислоты, пробио-

тики, пребиотики, синбиотики при условии их безопасности и с учетом установ-

ленных норм ежедневного потребления в составе пищевых продуктов, полезных

для сохранения и улучшения здоровья. Среди выпускаемых промышленностью

продуктов функционального питания значительный объем занимают продукты на

молочной основе. Повышения функциональности продуктов можно добиться за

счет их поликомпонентности, модификации состава жирового и углеводного ком-

понентов, улучшения белкового состава и т.д. [9].

Технология производства традиционных ферментированных молочных

продуктов построена на принципах биотехнологии и действия основных биообъ-

ектов: заквасок и ферментных препаратов [15].

17

Среди традиционных молочных продуктов особо выделяется творог и про-

дукты на его основе.

Н.Н. Липатов систематизировал основные факторы, характеризующие при-

знаки по которым можно классифицировать способы производства творога: орга-

низационно-технической структуре, методу регулирования содержания жира,

способу коагуляции белков молока, аппаратурному оформлению процесса, мето-

дам обработки и обезвоживания сгустка.

Обсуждая характеристику классификационных признаков, следует выде-

лить те, которые широко применяются в производстве:

- по методу регулирования содержания жира в готовом продукте способы

производства творога можно классифицировать на две группы: первая

группа способов основана на регулировании содержания жира путем нор-

мализации исходного сырья; вторая группа – на регулировании за счет

внесения необходимого количества жира (сливок) в творог, выработанный

из обезжиренного молока. Вторая группа способов регулирования содер-

жания жира в твороге применяется при производстве творога раздельным

способом;

- по виду коагуляции белков молока (сквашивания молока) различают кис-

лотный и кислотно-сычужный способы производства творога. Кислотную

коагуляцию белков молока можно вызвать, применяя не только закваски,

но и различные кислоты или ацидогенные вещества (например, соли мо-

лочной кислоты). При кислотно-сычужном способе производства творога

используют сычужный фермент, закваски, молочную кислоту и кислую

сыворотку. Молочную кислоту и кислую сыворотку, как правило, приме-

няют для сквашивания молока при производстве творога непрерывным

способом [70].

Позднее , ведущие учёные страны, излагая традиционные технологии произ-

водства творога, выделили два: кислотный и кислотно-сычужный. Характеризуя

особенности которых, особо отметили результаты исследований Г.Н. Мохно, ко-

торым было предложено температуру пастеризации смеси для творога повысить

18

до 90 °С, чтобы полностью осадить сывороточные белки и повысить выход творо-

га на 20-25 %; при этом не возникает трудностей при отделении сыворотки от

сгустка.

Так же было отмечено, что при низких температурах пастеризации сгусток

получается недостаточно плотным, так как сывороточные белки практически

полностью отходят в сыворотку, и выход творога снижается. С повышением тем-

пературы пастеризации увеличивается денатурация сывороточных белков, кото-

рые участвуют в образовании сгустка, повышая его прочность и усиливая влаго-

удерживающую способность. Это снижает интенсивность отделения сыворотки и

увеличивает выход продукта. Путем регулирования режимов пастеризации и об-

работки сгустка, подбором штаммов заквасок можно получать сгустки с нужными

реологическими и влагоудерживающими свойствами, что по нашему мнению

можно использовать в технологии мягкого творога с повышенным количеством

массовой доли влаги [138].

Г.Н. Крусь, А.Г. Храмцов и др. приводя новые аспекты производства творо-

га, указали, что по новому стандарту увеличено число видов творога по м.д.ж. от

1,8 до 23,0 %, при этом нормирована массовая доля белка. Этими авторами дано

описание непрерывных линий для производства творога Я9-ОПТ и ОЛПТ, и тех-

нологии творога мягкого диетического с плодово-ягодными наполнителями; тво-

рога молочно-растительного с добавлением соевого белка; творога «Бифилайф».

Особенностью производства «Бифилайф» является закваска, состоящая из бифи-

добактерий и термофильного молочнокислого стрептококка [67].

Н.Б. Гаврилова и М.П. Щетинин описывая традиции и инновации в техно-

логии молока и молочных продуктов, особое внимание уделили мембранным ме-

тодам обработки молока и молочных продуктов: баромембранным и электромем-

бранным. При этом следует отметить процесс ультрафильтрации, который в мо-

лочной промышленности используют для выделения белков (из молока или мо-

лочной сыворотки) [15].

19

Так, с использованием ультрафильтрации предложено вырабатывать обез-

жиренный творог (кварк), описана технология творога «Умница», обогащенного

йодказеином и расширенный ассортимент творожных продуктов [55].

Совершенствование технологии производства творога необходимо для по-

вышения его качества, безопасности, биологической ценности и функциональных

свойств.

1.3 Инновационные технологии творога и творожных продуктов.

Обогащение молочных продуктов, в соответствии с рекомендациями

нутрициологов, пищевыми волокнами и биологически

активными компонентами пищи

Основными направлениями совершенствования технологии производства

творога и творожных продуктов являются:

- повышение качества и безопасности;

- улучшение экономических показателей производства творога путём по-

вышения выхода творога и снижения перехода сухих веществ в сыворотку;

- использование мембранных способов выделения молочно-белкового

сгустка;

- обогащение творога и творожных продуктов пищевыми добавками и

функциональными ингредиентами, в том числе для лечебно-профилак-

тического питания населения с различными заболеваниями [54, 118].

В последнее десятилетие получило распространение использование мем-

бранной фильтрации для предварительного концентрирования молока в произ-

водстве творога. О снижении себестоимости производства творога при использо-

вании предварительно концентрации на 5 % сообщают Ю.М. Гуща и Н.А. Гусаро-

ва [42].

20

Д.В. Мирончиков разработал технологию творожка для детского питания на

основе использования ультрафильтрации ферментированного молока с последу-

ющим обогащением белковой массы функциональными ингредиентами [13, 81].

Другой метод предварительного концентрирования молока в производстве

творога и творожных продуктов разработал Г.Ф. Вальтер с использованием ваку-

ум-выпарной установки [6, 7]. В результате его исследований предложена безот-

ходная технология и техническая документация (ТУ 9222-001-00491616-2010) для

производства творожного продукта на основе концентрированного молока с по-

вышенной биологической ценностью.

Н. Тютикова сообщает, что сегодня творог – один из самых востребованных

кисломолочных продуктов. По результатам последних маркетинговых исследова-

ний, несмотря на значительное повышение цен (более чем на 13 %), потребление

творога выросло на 6 %. В первую очередь играет роль экономическая ситуация –

покупатели «голосуют» за традиционные, базовые продукты питания по доступ-

ной цене. Второй по значимости фактор – растущая приверженность покупателей

к здоровому питанию, а творог как нельзя лучше отвечает этому требованию. В-

третьих, творог характеризуется высоким содержанием белка при вариативном

содержании жира и дает рекомендации по совершенствованию параметров его

производства: температурных режимов пастеризации, ультрафильтрации, видово-

го состава культур закваски и др. [146].

З.С. Зобкова и Д.В. Харитонов рекомендуют ряд инноваций в технологии

творога разработанные во ВНИИ молочной промышленности, значительно повы-

шающих его качество и биологическую ценность [52].

Практики и учёные единодушно подтверждают эффективность влияния на

качество и безопасность творога мембранных технологий [46, 73].

Представители компании ООО «Хр. Хансен» предлагают новые серии вы-

сокоактивных культур для производства творога ХМТ и ХТQ, обеспечивающие

быстрое сквашивание и мягкий вкус [57].

О.В. Шевелева (Улан-Удэ) разработала технологию творога с использова-

нием пропионовокислых бактерий, которые присутствуют в готовом продукте в

21

количестве 107-10

8 КОЕ/г, что позволяет считать новый продукт функциональным

[155].

Для повышения качества творога З.С. Зобкова и С.А. Щербакова рекомен-

дуют строгое соблюдение всех параметров его производства и целевой выбор за-

кваски путём исследования нескольких бакконцентратов [53].

В.А. Грунская с соавт. изучила влияние предварительной холодной очистки

и бактофугирования на бактофуге RE-250 В и установила их влияние на повыше-

ние качества творога и увеличение сроков его хранения [39].

А.М. Ильина с соавт. предложила повысить биологическую ценность творо-

га путём дополнительного использования биологически активных сывороточных

белков, среди которых важную роль играют лактопероксидаза, лактоферрин и

иммуноглобулины [54].

В Восточно-Сибирском технологическом институте изучено влияние тепло-

вой обработки на выход творога, в результате которого рекомендуется температу-

ра пастеризации молока 93-95 С с выдержкой 10-20 мин [84].

Следует отметить, что кроме производства творога, перспективным являет-

ся производство творожных продуктов на его основе. Обогащение таких творож-

ных продуктов достигается использованием различных вкусовых пищевых доба-

вок, функциональных ингредиентов и др. [3, 5, 17, 56, 60, 61, 76, 103, 153, 154].

Новизна биотехнологий продуктов на основе творога с различной м.д.ж. от-

ражается в ряде патентов.

Так, учёные Орловского государственного технического университета заре-

гистрировали изобретение «Пудинг творожный профилактический» в котором в

качестве исходных компонентов содержит творог обезжиренный, сливки, сироп

плодово-женьшеневый, сироп глюкозно-фруктозный, смесь комплексную белко-

вую «Балт-Про-Экстра-2», йодат калия, сорбиновую кислоту, воду. Изобретение

позволяет повысить биологическую, физиологическую ценность, понизить кало-

рийность, придать продукту функциональные, адаптогенные свойства, улучшить

влагоудерживающую и формоудерживающую способность продукта [100].

22

В Омском государственном аграрном университете разработана «Компози-

ция для получения сливочно-белкового продукта» в которой белковый концен-

трат (творожная основа) получена сквашиванием нормализованного молока за-

кваской пробиотических культур с последующей ультрафильтрацией, сливки с

м.д.ж. 20 %, аскорбиновую кислоту, вкусовые вещества, дигидрокверцетин и во-

ду. Изобретение позволяет получить продукт с пробиотическими свойствами, вы-

сокой пищевой, биологической ценностью, высокими сенсорными показателями и

хорошей хранимоспособностью [99].

Е.Н. Артёмова и Н.И. Анпилогова разработали рецептуру творожного де-

серта. В качестве молочной основы использован творог. Повышение качества но-

вого продукта достигается использованием комбинацией растительных ингреди-

ентов и желатина, что повышает срок хранения продукта [96].

Ю.П. Вотинцев разработал технологию творожного продукта с использова-

нием ультрафильтрации ферментированного обезжиренного молока пробиотиче-

скими культурами, иммобилизованными в гель биополимеров [11, 16, 102].

О.В. Бессонова предложила способ производства творожного продукта для

населения, страдающего непереносимостью лактозы. Для этого в молоке, норма-

лизованном путём внесения фермента «Максилакт» снижается количество лакто-

зы, а затем получали белковую (творожную) основу продукта [14, 98].

К.К. Полянский с соав. изобрели способ производства творожного десерта

на основе обезжиренного творога с добавлением пищевых волокон из жома са-

харной свеклы и других компонентов, что позволило повысить биологическую и

пищевую ценность продукта [95].

В.В. Мингазов описал способ производства мягкого творога «Сюзмя», кото-

рый включает пастеризацию молока при температуре 90-95 °С в течение 7-8 ч,

охлаждение, внесение при перемешивании закваски, содержащей чистые культу-

ры молочнокислых термофильных стрептококков и болгарской палочки в соот-

ношении 3:1, сквашивание до образования сгустка кислотностью 70-75 °Т в тече-

ние 4-6 ч, прессование и охлаждение. Изобретение позволяет получить продукт,

обладающий диетическими свойствами, с ореховым привкусом и нежной пасто-

23

образной консистенцией, не расслаивающейся в процессе хранения, и низкой

энергетической ценностью [93].

О совместном использовании творога диетического нежирного, каррагена-

на, пищевых волокон и молока с м.д.ж. 3,5 % в технологии творожного десерта

сообщают Н.И. Дунченко с соавт. [94].

М.А. Шадрин с соавт. разработал композицию для получения пастообразно-

го творожного продукта с функциональными свойствами [97].

Учёные Алтайского государственного технического университета им. И.И.

Ползунова предложили универсальный способ получения молочных продуктов с

фруктовыми компонентами, в первую очередь творожных [101].

Сравнительно новый этап в теории и практике обогащения [105, 126] от-

крыла разработка и внедрение методических рекомендаций МР 2.3.1.2432-08 Гос-

ударственного санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Феде-

рации [79], в которых прописаны величины потребности в энергии и пищевых

веществах для различных групп населения РФ.

Пищевые волокна на сегодняшний день являются одними из самых востре-

бованных и наиболее широко применяемых пищевых ингредиентов благодаря их

многофункциональности. С одной стороны, пищевые волокна используют как

технологические добавки, изменяющие структуру и химические свойства пище-

вых продуктов, с другой стороны, пищевые волокна являются прекрасными

функциональными ингредиентами, которые способны оказывать благотворное

воздействие, как на отдельные системы организма человека, так и на весь орга-

низм в целом [116].

Пищевые волокна являются составной частью балластных веществ. В

настоящее время существует несколько классификаций ПВ:

- по строению полимеров: гомогенные (целлюлоза, пектин, лигнин, альги-

новая кислота) и гетерогенные (целлюлозолигнины, гемицеллюлозоцел-

люлозолигнины и др.);

- по виду сырья: из низших растений (водорослей и грибов) и высших рас-

тений (злаков, трав, древесных)

24

- по физико-химическим свойствам: на растворимые в воде (пектин, камеди,

слизи, растворимые фракции гемицеллюлозы) и нерастворимые (целлюло-

за, лигнин, ксиланы) ПВ делятся на спирты и полисахариды, которые в

свою очередь подразделяются на структурированные (целлюлоза, геми-

целлюлоза, пектин, каррагинаны) и неструктурированные (слизи, камеди и

искусственные полимеры).

ПВ способствуют формированию гелеобразных структур, что обеспечивает

скорость всасывания в тонкой кишке, сокращает время транзита пищи через же-

лудочно-кишечный тракт и ускоряет опорожнение желудка. ПВ поддерживают

нормальный обмен холестерина и стероидных гормонов, способствуют выведе-

нию из организма солей тяжелых металлов, канцерогенных веществ, так как об-

ладают катионообменными свойствами. Цель использования ПВ в пищевой про-

мышленности сводится к следующему:

- создание здоровой пищи;

- создание широкого ассортимента продуктов питания;

- удовлетворение физиологических потребностей организма и предотвраще-

ние многих болезней цивилизации.

Установлено, что введение ПВ в виде натуральных отрубей, зернового сы-

рья, овощей и т.д. весьма затруднительно. В научных трудах высказывается мне-

ние о том, что ПВ целесообразнее вводить в виде изолированных препаратов [20,

47, 48].

Пищевые волокна – класс неусвояемых полисахаридов, источниками кото-

рых служат растительные продукты: зерновые, фрукты и овощи. Эти вещества

выполняют важные физиологические функции: адсорбируют значительное коли-

чество желчных кислот, прочих токсинов; выводят ионы тяжелых металлов и ра-

дионуклидов; снижают уровень холестерина в крови; обладают гиполипидемиче-

ским действием. А их технологические свойства – водопоглощение и набухание –

создают предпосылки для применения их в производстве кисломолочных продук-

тов, в частности творога. ПВ способствуют упрочнению каркаса белковой матри-

цы, предотвращают синерезис. Положительный эффект достигается за счет фор-

25

мирования плотной трехмерной коагуляционной структуры молочного сгустка и

более полного использования составных частей сырья, в том числе сывороточных

белков, что сокращает расход молока [108].

В настоящее время на российском рынке представлен широкий ассортимент

пищевых волокон различных производителей. Каждый из предлагаемых продук-

тов имеет определенные положительные качества как функциональный ингреди-

ент.

Компания «Джорджия» предлагает на российском рынке совершенно уни-

кальную серию натуральных улучшенных апельсиновых волокон «Citri-Fi»

(«Цитри-Фай») производства Fiberstar Inc. (США) и предоставляет новую воз-

можность для пищевых предприятий снизить свои расходы, улучшить качество и

сделать продукты полезными для здоровья. «Цитри-Фай» – натуральное волокно,

извлеченное из клеточных тканей высушенной апельсиновой мякоти без исполь-

зования химических реагентов с помощью механической обработки, а именно пу-

тем раскрытия и расширения структуры ячеек апельсинового волокна. Такая

структура способна удержать большое количество воды и сохранить ее на протя-

жении всего производственного процесса и времени хранения продукта. Влаго-

удерживающая способность волокнистых структур апельсиновых волокон «Цит-

ри-Фай» выше, чем у других видов волокон, в 3-4 раза и составляет 1:10-15 [40].

Анализ научно-технической литературы по вопросу изучения технологиче-

ских свойств и эффективности использования ПВ «Цитри-Фай» позволяет отме-

тить, что они носят в основном рекомендательный характер в отношении техно-

логии плавленых сыров [41].

Экспериментальные исследования по использованию ПВ «Цитри-Фай» про-

ведены в ГНУ ВНИИМС (г. Углич) Е.В. Топниковой и даны конкретные реко-

мендации по их применению в технологии спредов [140, 141].

Обогащение пищевыми волокнами в последние годы является наиболее

перспективным, позволяя существенно расширить ассортимент практически всех

групп функциональных продуктов на молочной основе.

26

Учёные КемТИППа И.А. Смирнова и И.А. Мазеева [45, 118, 122] анализи-

руя современное состояние производства функциональных продуктов и перспек-

тивы расширения их ассортимента, обобщили процесс создания их технологий.

Составными элементами этого процесса являются:

- выбор и обоснование направленности функционального продукта;

- изучение медико-биологических требований, предъявляемых к добавкам и

разрабатываемому продукту;

- подбор основы для функционального продукта (молочной, растительной и

т.д.);

- степень готовности продукта (сырой, полуфабрикат или готовый);

- выбор вида продукта по консистенции (сухой, жидкий и т.д.);

- выбор одной или нескольких добавок при разработке продукта, обоснова-

ние применения;

- изучение прямого, побочного, вредного влияния и аллергического дей-

ствия добавок;

- выбор и обоснование дозы добавки или группы применяемых добавок;

- выбор способа введения добавок;

- проведение анализа совместимости при использовании нескольких доба-

вок;

- применение математического моделирования и прогнозирования при раз-

работке рецептур продукта;

- моделирование технологии продукта с отработкой технологических пара-

метров;

- разработка технологии получения функционального продукта;

- исследование качественных и количественных показателей готового про-

дукта, оценка влияния добавок на его качественные характеристики;

- подготовка и утверждение нормативной документации (НД) на функцио-

нальный продукт;

- выработка рекомендаций по применению функционального продукта;

- проведение клинических испытаний продукта (при необходимости);

27

- производство опытной партии продукта;

- создание этикетки;

- подтверждение соответствия, сертификация продукта;

- реализация продукта [74, 123, 134].

На основании вышеизложенного И.А. Мазеевой рассмотрен способ произ-

водства творога и других белковых продуктов с использованием нетрадиционных

коагулянтов.

Таким образом, анализ литературных источников свидетельствует, что в

современном представлении о здоровом питании термин «пищевые волокна»

прочно связан с функциональными пищевыми продуктами. Обогащенные пище-

выми волокнами продукты способствуют улучшению состояния здоровья благо-

даря позитивному физиологическому воздействию на процессы, связанные с

функционированием желудочно-кишечного тракта. При этом, наряду с обогаще-

нием продукта решается технологическая задача формирования необходимой

консистенции или улучшения свойств продукта.

1.4 Биообъекты и их значение в формировании

функциональных ферментированных молочных продуктов

В настоящее время одним из самых востребуемых ферментированных мо-

лочных продуктов является творог. Его производство, независимо от способа

(раздельного, традиционного, кислотного, кислотно-сычужного, с использовани-

ем ультрафильтрации), прежде всего, основано на деятельности микрофлоры мо-

лочнокислых культур, которые используются в качестве закваски. При кислотном

способе производства активная деятельность заквасочных культур способствует

образованию сгустка – основы творога в течение 6-8 ч; при кислотно-сычужном,

деятельность заквасочных культур в сочетании с сычужным ферментом или пеп-

сином этот процесс ускоряется до 4-6 ч. Если рассматривать данный процесс с

28

точки зрения биохимии, то молочнокислые микроорганизмы, входящие в состав

заквасок для ферментированных продуктов, осуществляют преобразования ос-

новных компонентов молока во вкусовые, ароматические, биологически активные

вещества. Эти микроорганизмы не только участвуют в формировании консистен-

ции продукта, но и подавляют размножение опасных для потребителей патоген-

ных и условно-патогенных микроорганизмов как во время технологического про-

цесса, так и в желудочно-кишечном тракте в случае сохранения их жизнеспособ-

ности (аллохтонности). Типичными продуктами жизнедеятельности (метаболита-

ми) молочнокислых микроорганизмов и бифидобактерий являются молочная, ук-

сусная, муравьиная и янтарная кислоты, аминокислоты и белки, витамины В1, В2,

К, никотиновая, пантотеновая и фолиевая кислоты, пиридоксин, цианкобаламин и

другие биологически активные вещества [19, 106, 164, 168].

Н. Р. Ефимочкина анализируя наиболее значимые виды микроорганизмов

молока и молочной продукции, отмечает, что несмотря на многообразие видов и

ассоциаций микроорганизмов, широко распространенных во внешней среде, мо-

лочные продукты в нормальных условиях содержат небольшое число микробных

групп, своеобразие и количественный уровень которых определяются свойствами

сырья и специфическими особенностями продукта, формируя экологическую ни-

шу для развития наиболее приспособленных к этим условиям популяций. Этот

природный микробиоценоз пополняется и видоизменяется за счет внешних источ-

ников контаминации, характерных для определенных видов продуктов [51].

В.Ф. Семенихина в связи с вышеизложенным сообщает, что исследования

последних лет выявили способность молочнокислых бактерий образовывать ан-

тимикробные вещества различной природы, которые могут стать альтернативой

существующим антибиотикам и консервантам. Наиболее изученной является

группа антибактериальных пептидов – бактериоцинов, разнообразных по уровню

активности, спектру и механизму действия. Бактериоцины легко расщепляются

ферментами пищеварительного тракта и поэтому могут заменить традиционные

химические [131, 149]. Одним из важнейших свойств пробиотиков является нали-

чие у них антагонистической активности [121, 156].

29

Н.Б. Гавриловой проведены исследования антагонистической активности

различных монокультур и их ассоциаций, что позволило разработать биотехноло-

гию ферментированных молочных продуктов: пробиотиков и синбиотиков [10,

13].

В.И. Ганина посвятила свои исследования научным основам биотехнологии

кисломолочных продуктов и препаратов с пробиотическими свойствами, а также

созданию продуктов – синбиотиков [18, 117].

Особо следует отметить значимость исследований В.И. Ганиной, которые

основывались на достижениях европейских учёных [158, 165, 167, 169] и резуль-

татах собственных экспериментальных исследований, даёт рекомендации по ис-

пользованию особых видов пробиотиков для создания технологий кисломолоч-

ных продуктов с пробиотическими свойствами.

Изучению свойств пробиотических культур применяемых в молочных про-

дуктах, рекомендуемых для здорового питания посвящены научные труды из-

вестных зарубежных учёных [159, 160, 161, 162, 163, 166].

Видовой состав пробиотических культур постоянно расширяется, наиболее

известные из них:

- L. bulgaricus. L. acidophilus;

- бифидобактерии Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum,

Bifidobacterium adolescentis и др.

Для их активного развития создаются пребиотики и специальные питатель-

ные среды [2, 62, 120].

Молочные предприятия России активно используют в производстве творога

известные бактериальные закваски и концентраты отечественных производителей

– экспериментальных фабрик г. Углич и г. Барнаул [124, 125].

Другим активным партнёром молокопроизводителей является компания

«Хр. Хансен». Для производства творога она предлагает культуры прямого вне-

сения (сухие, лиофилизированные DVS-культуры), которые способствуют полу-

чению творога высокого качества, определяют его сроки хранения и вкус [50].

30

Учёные ВСГУТУ (г. Улан-Уде) под руководством И.С. Хамагаевой посвя-

тили многолетние исследования новой пробиотической культуре Propionibacte-

rium shermanii и созданию её консорциумов с лакто- и бифидобактериями, с ис-

пользованием которых разработаны бактериальные закваски, концентраты и про-

биотические молочные продукты [65, 68, 82, 137, 151, 152].

1.5 Заключение по главе 1. Цель исследований

Таким образом, анализ вышеизложенных источников научно-технической

информации свидетельствует о том, что для решения проблемы совершенствова-

ния технологии творога и разработки новых видов необходимо проведение экспе-

риментальных и аналитических исследований по подбору закваски, содержащей

пробиотические культуры, а также вида и количества пищевых волокон, в каче-

стве функциональных ингредиентов.

На основании вышеизложенного сформирована цель исследований – разра-

ботать биотехнологию мягкого творога с использованием функциональных ин-

гредиентов.

31

Глава 2 МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Методология проведения экспериментальных исследований

Экспериментально-аналитические исследования проводились в лаборатори-

ях кафедры продуктов питания и пищевой биотехнологии Омского ГАУ им. П.А.

Столыпина» (г. Омск), в научно-образовательном центре Кемеровский техноло-

гический институт пищевой промышленности» (г. Кемерово), в лабораториях и

производственных цехах предприятия ОАО «Чебаркульский молочный завод» (г.

Чебаркуль).

Для проведения исследований разработана схема их реализации с указанием

используемых методов исследований сырья, промежуточных объектов исследова-

ний и готовых продуктов. Методам исследований, при составлении схемы, при-

своены условные цифровые обозначения:

- в молоке-сырье м.д.ж. – 1; м.д. белка – 2; м.д. лактозы – 3; кислотность

(титруемая и активная) – 4;

- в объектах исследования – количество витаминов – 5; минеральных веществ

– 6; общее количество молочнокислых бактерий – 7; количество бифидо-

бактерий – 8; м.д. влаги – 9; активность воды – 10; вязкость – 11; темпера-

тура – 12; органолептические показатели – 13; время – 14; набухаемость и

влагоёмкость – 21; сухие вещества – 22;

- в готовых продуктах – общее количество белка – 15; количество аминокис-

лот – 16; количество пробиотической микрофлоры – 17; энергетическая

32

ценность – 18; показатели безопасности (в комплексе) – 19; экономические

показатели – 20.

Схема проведения и практической реализации исследований представлена

на рисунке 2.1.

На первом этапе изучено содержание основных государственных программ,

направленных на повышение качества и безопасности продуктов питания для

населения Российской Федерации, научно-техническая литература по проблеме

«Научно-практическое обеспечение совершенствования технологии производства

творога» и патентная информация, содержащая инновации по расширению ас-

сортимента творога. В результате определены цель и научные задачи.

На втором этапе изучены качественные показатели молока сырого, соответ-

ствие его требованиям ГОСТа, выбран способ производства мягкого творога,

установлено влияние различных режимов тепловой обработки на качественные

показатели обезжиренного молока; изучены технологические свойства пищевых

волокон «Цитри-Фай» мелкого, среднего и крупного помола.

На третьем этапе исследовано влияние ПВ «Цитри-Фай» на процесс био-

технологии сливок с различной массовой долей жира. Проведена математическая

обработка комплекса полученных показателей и на основании результатов мате-

матического моделирования оптимизировано количество ПВ.

Определены химический состав, пищевая, биологическая и энергетическая

ценность мягкого творога.

Изучена его хранимоспособность и на основании полученных показателей,

характеризующих безопасность, установлен срок его годности.

На четвёртом (завершающем) этапе разработана нормативная документа-

ция для производства мягкого творога; рассчитаны основные экономические по-

казатели его производства и проведена промышленная апробация технологии

мягкого творога обогащённого функциональными ингредиентами.

33

Рисунок 2.1 – Схема проведения и практической реализации исследований

Анализ научно-технической литературы и патентной

информации по проблеме «Научно-практическое обеспечение

совершенствования технологии производства творога»

Определение направления собственных исследований,

формулирование цели и задач исследований

I Э

ТА

П

II Э

ТА

П

Изучение качественных показателей и свойств основных

объектов исследования

Молоко

сырое

1, 2, 3, 4, 13

Молоко обезжиренное

– режимы пастеризации

12, 13

Пищевые волокна

«Цитри-Фай»

21, 22

Исследование влияния ПВ «Цитри-Фай» на процесс

биотехнологии сливок

4, 7, 8, 10, 11, 12, 13

III

ЭТ

АП

Оптимизация количества ПВ методами математического

моделирования

Определение основных параметров процесса производства

мягкого творога, его пищевой, биологической, энергетической

ценности и срока годности

1, 2, 3, 12, 15, 16, 17, 18, 19

Практическая реализация результатов исследования

IV Э

ТА

П

Разработка био-

технологии и

нормативных

документов

Определение

основных экономи-

ческих показателей

20

Апробация био-

технологии в

производствен-

ных условиях

34

Исследования проводились в трех-пятикратной повторности с применением

стандартных и модифицированных методов – органолептических, химических,

микробиологических, реологических и математических.

2.2 Объекты и методы исследований

Объектами исследований являлись:

- молоко коровье сырое по ГОСТ 31449-2013 и по ГОСТ Р 52054-2003 (с изм.

1 и 2) [1, 21, 31];

- закваска CHN-22, закваска St-Body 3производство Chr. Hansen (Дания);

- закваска BY-700, производство Chr. Hansen (Дания);

- закваска Probat 801, изготовитель Danisco Deutschland GmbH, (Гeрмания);

- пищевые волокна «Citri-Fi 200 FG» (Цитри-Фай) мелкого, среднего и круп-

ного помола, компании «Джорджия», по действующей нормативной доку-

ментации.

Кроме молока сырого, химический состав которого контролировался в со-

ответствии с ТР ТС 033/2013 [135] в процесс экспериментальных исследований

изучались химический состав, свойства и другие показатели, характеризующие

качество промежуточных и готовых продуктов исследования (творог обезжирен-

ный, творог мягкий, сливки с различной м.д.ж.). при этом использовались совре-

менные методы исследований. Повторность экспериментов трёх-пятикратная. Ре-

зультаты обрабатывались с использованием математико-статистических методов

и компьютерной программы «Statistica 6.1».

2.2.1 Физико-химические и органолептические методы

35

Для отбора проб и подготовке их к анализам использовали ГОСТ 26809.1-

2014 «Молоко и молочная продукция. Правила приемки, методы отбора и подго-

товка проб к анализу» [24].

Установление свойств и химического состава в молочном сырье и готовых

продуктах проводили по следующим методикам:

- массовую долю жира определяли кислотным методом Гербера по ГОСТ Р

ИСО 2446-2011 [29, 37];

- массовую долю общего количества белка определяли методом Къельдаля по

ГОСТ 23327-98 [23]. Универсальным методом определения белка и других

азотистых соединений в пищевых продуктах является метод Кьельдаля,

сущность которого заключается в переводе путём минерализации азота

аминокислот в аммиак с последующим его количественным определением и

пересчётом на белок. Метод Кельдаля используют в качестве эталонного

при разработке других методов определения белка, в том числе и инстру-

ментальных. Массовую долю общего белка Б (в процентах) вычисляют до

третьего десятичного знака по формуле 2.1:

,38,6)(4,1 01

m

VVNБ

(2.1)

где 1,4 – количество азота, эквивалентное 1 см3 раствора соляной кислоты

концентрацией 0,1 моль/дм3, мг/см

3; N – коэффициент пересчёта на фактическую

концентрацию раствора соляной кислоты; V1 – объём раствора соляной кислоты,

израсходованный на титрование дистиллята в основном анализе, см3; V0 – объём

раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование дистиллята в кон-

трольном анализе, см3; 6,38 – коэффициент пересчёта массовой доли общего азота

на массовую долю общего белка; m – масса продукта взятого на анализ, г;

- определение активной кислотности и титруемой в градусах Тернера про-

водили по ГОСТ 3624-92 и ГОСТ Р 54669-2011 [28, 35]

- органолептические показатели определяли по ГОСТ 28283-2015 [26], для

готовых продуктов. Предложена бальная оценка основных показателей:

вкус, консистенция, внешний вид и цвет;

36

- для определения степени набухаемости и водопоглощения пищевых воло-

кон в водной и молочной средах модифицировали метод определения ин-

декса растворимости сухих молочных продуктов [66].

Исследование процесса набухаемости проводилась в центрифужных граду-

ированных пробирках вместимостью 10 см3 в состоянии покоя до равновесного

состояния при гидромодуле 1 : 19 (0,5 г ПВ и 9,5 г жидкой среды) и для опреде-

ления веса набухших волокон пробирки закрывали пробками и центрифугировали

5 мин. Затем надосадочную жидкость осторожно сливали. Центрифужные про-

бирки с набухшими волокнами взвешивали с точностью до ±0,1 г [66].

Количественной характеристикой процесса, является показатель – степень

набухания i, т.е. относительное увеличение массы высокомолекулярного соедине-

ния при набухании, которое определяется по следующей формуле:

i = (m- m0)/m0 = mж/m0, (2.2)

где m0, m – масса сухого и набухшего вещества, г; mж – масса поглощенной

жидкости, г.

2.2.2 Микробиологические показатели и показатели безопасности

В работе использовали стандартные методы исследования микробиологиче-

ских показателей по ГОСТ Р 53430-09, ГОСТ 10444.11-89, ГОСТ 32901-2014

ГОСТ 27930-88 [22, 25, 27, 33, 64, 128, 129].

Для определения количества активных клеток в объектах исследования ис-

пользовали метод предельных измерений на полужидкой печеночной среде с не-

омицином, предложенный НПО «Углич». Общее количество молочнокислых бак-

терий определяли методом предельных измерений на стерильном обезжиренном

молоке и чашечным методом на агаре с гидролизованным обезжиренным моло-

ком.

37

Бактерии группы кишечной палочки определяли по первой бродильной

пробе, а количество посторонних микроорганизмов – методом посева на мясопеп-

тонный агар с выдержкой при 37 °С в течение 48 ч. В работе также использованы

общепринятые методы биологических анализов.

Количество клеток бифидобактерий определяли методом предельных раз-

ведений в полужидкой модифицированной Г.И. Гончаровой, среде Blaurock (сре-

да № 8), а также гидролизатно-молочной и тиагликолевой средах с выдержкой по-

севов в течение 48-72 ч при температуре (37±1) С с последующим микроскопи-

рованием препаратов, окрашенных по Грамму [86];

Общее количество молочнокислых микроорганизмов и бифидобактерий в

смешанных с молочнокислыми микроорганизмами культурах определяли мето-

дом предельных разведений на агаризованной питательной среде с гидролизован-

ным молоком (АГМ) и среде для определения общего количества мезофильных

аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (ТУ 9229-026-04610209-

94) глубинным посевом.

Показатели безопасности готового продукта определяли с использованием

следующих методов:

- ГОСТ 32901-2014 «Молоко и продукты переработки молока. Методы мик-

робиологического анализа»;

- ГОСТ 31659-2012 «Продукты пищевые. Метод выявления бактерий рода

Salmonella»;

- ГОСТ 32161-2013 «Продукты пищевые. Метод определения содержания це-

зия Cs-137»;

- ГОСТ 32163-2013 «Продукты пищевые. Метод определения содержания

стронция Sr-90»;

- ГОСТ 30347-2016 «Молоко и молочная продукция. Методы определения

Staphylococcus aureus».

2.2.3 Биохимические методы

38

Для количественного определение аминокислотного состава готовых про-

дуктов использовали систему капиллярного электрофореза «Капель-105» [78].

Биологическую ценность продуктов определяли путём расчёта аминокис-

лотного скора, по формуле:

,100А

А

белкаидеальногог1вкмг

белкагоисследуемог1вкмгАjдляскор

и

jС

(2.3)

где Ак – любая незаменимая аминокислота.

Один грамм идеального белка по шкале ФАО/ВОЗ содержит (мг): валина

50, изолейцина 40, лейцина 70, лизина 55, метионина 22, треонина 40, триптофана

10, фенилаланина 28 [89].

Содержание жирорастворимых витаминов А, Д, Е определяли методом вы-

сокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе «Милихром». Во-

дорастворимые витамины в готовых продуктах определяли по ГОСТ 7047-55 [30].

Количество белка определяли на анализаторе общего азота/белка rapid N

cube. Метод определения: метод сжигания по Дюма с регистрацией N2 на детек-

торе по теплопроводности. Краткая характеристика:

- масса навески: до 1 г для твердых образцов и до 1 мл для жидких;

- предел обнаружения: 0,1 мг (по азоту);

- точность: ≤ 0,5 % при массе образца 300 мг.

Подготовка пробы включает в себя следующие операции: измельчение и

перемешивание твердой пробы; прессование твердой пробы в таблетку, в специ-

альную капсулу для жидких проб.

Определение аминокислотного состава проводили на системе для амино-

кислотного анализа Aracus.

2.2.4 Реологические методы

Для определения вязкости в объектах исследования применялся ротацион-

39

ный вискозиметр SMART фирмы Fungilab (Испания) используя реологическую

информацию, представленную в паспорте на прибор.

В данной исследовательской работе определяется вяз-

кость ферментированных сливок, которые следует отнести к

Неньютоновым жидкостям. Вязкость этого типа жидкостей

изменяется в зависимости от скорости. По этой причине для

описания таких жидкостей обычно используется термин ка-

жущаяся вязкость.

В пределах этой классификации можно выделить две

различных группы:

- независящие от времени неньютоновые жидкости. Вязкость таких жидко-

стей не зависит от времени, а зависит только от температуры и от градиента

скорости;

- зависящие от времени неньютоновые жидкости.

Имеется много факторов, которые влияют на реологические свойства жид-

костей, поэтому очень важно принимать во внимание следующие факторы:

- температура – один из наиболее очевидных факторов, воздействующих на

реологический режим. Важно рассматривать влияние температуры на вяз-

кость при оценке материалов, которые подвержены изменениям температу-

ры при их использования или в других процессах. Некоторые примеры –

топлива для двигателей внутреннего сгорания, смазки и связующие веще-

ства;

- скорость сдвига. Когда к жидкости приложен переменный градиент скоро-

сти в процессе ее производства или использования, крайне важно знать ее

вязкость при предполагаемых значениях градиента скорости.

Показатель активность воды (aw) определяли с

помощью анализатора активности воды AquaLab, мо-

дель PAWKIT (Россия). Точность показания активности

воды данного прибора ±0,02.

40

2.2.5 Методы математического анализа

Результаты экспериментальных исследований подвергали статистической

обработке методами корреляционного и регрессионного анализа, реализованного

с помощью стандартных пакетов программ «MathCAD-14 Professional», «Ms. Ex-

cel» [59]. Повторность опытов установлена методами статистического анализа и

являлась пятикратной [38]. Достоверность результатов определяли с помощью

критерия Кохрена [75, 150, 157].

Выбор оптимальных экспериментальных вариантов осуществляли методом

нормирования (переводом в безразмерные единицы), относящимся к категории

формализованного описания параметров. Математическое моделирование, опре-

деление трехфакторных зависимостей результатов исследований осуществляли с

использованием современного программного продукта «Table-Curve 3D» и при-

кладной программы «Eureka: The Solver, Version 1.0», математических матриц в

процессоре электронных таблиц «Ms. Excel», входящего в пакет «Microsoft

Office» [69, 71, 75, 90].

41

Глава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

3.1 Обоснование направления исследований и нормативных

требований к новому продукту и его технологии

Решение важнейшей национальной задачи России – сохранение здоровья и

продление творческого долголетия населения страны, связано с обеспечением ка-

чественного, безопасного и биологически полноценного питания всех возрастных

и социальных групп граждан [43].

При обосновании выбранного направления исследований, основываясь на

результатах аналитического обзора современной научно-технической литературы

и фактического состояния ассортиментного ряда традиционных кисломолочных

продуктов, можно выделить среди групп высокобелковых продуктов – творог с

различной м.д.ж., который по-прежнему пользуется постоянным спросом у насе-

ления различного возраста, особенно старшего.

Цель данного исследования не только повысить качество, но и разработать

новый вид мягкого творога, отличающегося повышенной пищевой, биологиче-

ской ценностью; содержащего функциональные ингредиенты, а также имеющего

высокие органолептические показатели: нежную консистенцию, кремовый цвет,

ореховый, сливочный вкус.

Всё вышеизложенное позволяет отнести новый продукт к функциональным

и рекомендовать его для профилактического питания всех возрастных групп

населения.

В мягком твороге планируется обеспечить следующие качественные пока-

затели:

42

- массовую долю жира не менее 5,0 %;

- высокие органолептические показатели;

- ореховый сливочный вкус;

- кремовый цвет;

- содержание пробиотической микрофлоры не < 1∙106 КОЕ/г;

- содержание пищевых волокон, не < 6 г в одной весовой упаковке продукта

(200-250 г);

- срок годности, не < 5 суток, хранение при температуре (4±2) С.

Для решения поставленных научных задач и нормативных требований к со-

ставу и свойствам нового продукта необходимо:

- подобрать основное сырьё – молоко сырое, соответствующее по химиче-

скому составу и свойствам требованиям, предъявляемыми в технологии

ферментированных молочных продуктов;

- изучить параметры производства, оказывающие существенное влияние на

качественные показатели мягкого творога;

- определить технологические свойства нового функционального ингреди-

ента – пищевых волокон «Цитри-Фай», изучить их влияние на биотехно-

логические факторы производства и срок годности нового продукта;

- выбрать основной способ производства и определить наиболее перспек-

тивное и эффективное оборудование для промышленного производства

мягкого творога.

3.2 Определение перспектив сырьевой зоны по качественным

показателям молока сырого для производства мягкого творога

Исследования проводились в сырьевой зоне ОАО «Чебаркульский молоч-

ный завод» в течение трёх лет, 2014, 2015 и 2016 гг. Всего в сырьевую зону вхо-

дит 31 хозяйство. Справки о качестве молока, поступившего от поставщиков

43

находятся, в приложении 1. Сравнительный анализ основных показателей, харак-

теризующих химический состав (м.д.ж., м.д. белка); химические свойства (кис-

лотность); микробиологические (бакосеменённость), позволяющие отнести моло-

ко сырое в основном, к I сорту, частично – к высшему и незначительное количе-

ство – II сорту, позволил выделить три поставщика: ООО СХПК Уштаганское,

СПК Сарафаново, СХПК Черновской.

Немаловажное значение имеет стабильное поступление от данных постав-

щиков молока сырого соответствующего требованиям, как национального ГОСТа

Р 52054-2003. Молоко коровье сырое (с изм. № 1 и № 2), так и межгосударствен-

ного стандарта ГОСТ 31449-2013. Молоко коровье сырое. ТУ, а также его объе-

мы. Все это позволило молоко сырое поступающее из этих трёх хозяйств реко-

мендовать для использования в производстве творога, а также в качестве объекта

исследований для разработки нового вида мягкого творога.

Среднестатистические показатели, характеризующие химический состав и

свойства, имеющие наиболее важное значение для технологического процесса

производства творога за исследуемый период по выделенным поставщикам пред-

ставлены в таблицах 3.1, 3.2 и 3.3.

Таблица 3.1 – Химический состав молока сырого – поставщик ООО СХПК

Уштаганское

Период исследования Массовая

доля сухих

веществ, %

В том числе, % Титруемая

кислотность,

°Т

жир белки углеводы

Среднестатистические данные:

2014 г. 12,50 3,75 2,99 5,2 16-18

2015 г. 12,65 3,72 3,02 5,2 16-18

2016 г. 12,50 3,75 3,02 5,2 16-18

Средние показатели

за 3 года

12,55

3,74

3,01

5,2

17,0±1,0

44

Таблица 3.2 – Химический состав молока сырого – поставщик СПК Сара-

фаново

Период исследования Массовая

доля сухих

веществ, %

В том числе, % Титруемая

кислотность,

°Т

жир белки углеводы

Среднестатистические данные:

2014 г. 12,55 3,71 3,01 5,2 16-18

2015 г. 12,70 3,70 3,01 5,2 16-18

2016 г. 12,50 3,58 3,07 5,2 16-18

Средние показатели

за 3 года

12,60

3,66

3,03

5,2

17,0±1,0

Таблица 3.3 – Химический состав молока сырого – поставщик СХПК Чер-

новской

Период исследования Массовая

доля сухих

веществ, %

В том числе, % Титруемая

кислотность,

°Т

жир белки углеводы

Среднестатистические данные:

2014 г. 12,80 3,68 3,00 5,2 16-18

2015 г. 12,60 3,70 3,02 5,2 16-18

2016 г. 12,50 3,71 3,04 5,2 16-18

Средние показатели: 12,60 3,70 3,02 5,2 17,0±1,0

В результате анализа статистических данных качественных показателей

молока сырого, на соответствие его требованиям ГОСТов, как национальному,

так и международному, определены среднестатистические показатели молока

сырого, как объекта исследования для производства мягкого творога. Данные

представлены в таблице 3.4.

45

Таблица 3.4 – Химический состав и свойства объекта исследования молока

сырого

Поставщик молока Массовая

доля сухих

веществ, %

В том числе, % Титруемая

кислотность,

Т

жир белки углеводы

СХПК Уштаганское 12,55±0,15 3,74 3,01 4,80 17,0±1,0

СПК Сарафаново 12,60±0,14 3,66 3,03 4,85 17,0±1,0

СХПК Черновский 12,60±0,14 3,70 3,02 4,82 17,0±1,0

3.3 Выбор способа производства и определение основных

технологических параметров молочно-белковой основы мягкого творога

Анализ современных тенденций разработки технологии новых молочных

продуктов и совершенствования традиционных позволил сформулировать логи-

стику подхода:

- глубокая проработка состояния проблемы производства творога;

- определение факторов, обуславливающих получение нового продукта с

заданными характеристиками на современном технологическом оборудо-

вании;

- экспериментальная проработка всех факторов и параметров, формирую-

щих качественные показатели и функциональные свойства мягкого творо-

га в следующей последовательности: лабораторная стадия, полупроизвод-

ственные исследования и промышленная апробация (испытания).

Для производства мягкого творога выбран раздельный метод, отличающий-

ся хорошими экономическими показателями и позволяющий последовательно и

достоверно определить все биотехнологические параметры производства нового

продукта.

Молоко сырое подогревали до температуры (45±2) С и подвергали сепари-

рованию на сепараторе-сливкоотделителе для получения обезжиренного молока

46

и сливок с м.д.ж. 15, 20 и 25 %. Химический состав полученных объектов иссле-

дований приведен в таблицах 3.5 и 3.6.

Таблица 3.5 – Химический состав обезжиренного молока сырого для

производства мягкого творога

Объект

исследования

Массовая

доля сухих

веществ, %

В том числе, % Титруемая

кислотность,

°Т жир белки углеводы

Молоко

обезжиренное

8,50±011 0,05±0,1 3,0±0,1 4,8±0,1 17,5±0,5

Таблица 3.6 – Химический состав и химические свойства сливок молочных

Объект

иссле-

дования

Сухие ве-

щества, %

В том числе, % Кислотность

жир белки углеводы титруемая,

Т

активная,

ед. рН

Опыт 1 22,6±0,3 15,0±0,2 2,3±0,1 3,6±0,1 16,0±0,5 6,60

Опыт 2 27,3±0,3 20,0±0,2 2,8±0,1 3,7±0,1 15,0±0,5 6,66

Опыт 3 33,1±0,3 25,0±0,2 2,4±0,1 3,9±0,1 14,0±0,5 6,68

Пастеризация – это основная технологическая операция, для всех молочных

продуктов, регламентируемая нормативно-законодательными документами, про-

водимая в целях защиты здоровья потребителя. Она осуществляется при темпера-

туре от 63 до 120 С с различным временем выдержки [133].

Основная цель её снижение количества любых патогенных микроорганиз-

мов до безопасного уровня для человека, а так же инактивация ферментов фосфа-

тазы и пероксидазы.

В данной исследовательской работе, цель пастеризации, не только обеспе-

чить качество и безопасность творога, но и придать ему новые органолептические

показатели и снизить переход сывороточных белков в молочную сыворотку.

При этом учитывались научные положения А. Тёпел [133], характеризую-

щие воздействие тепла на белки.

47

Действие тепловой энергии осуществляется путем достижения энергий ак-

тивации реакций четырех различных уровней, которые протекают на первых двух

уровнях параллельно, затем последовательно.

1 уровень. Происходит разрыв гидрофобных и водородных связей, димеры

и полимеры белков превращаются в мономерные структуры. Этот процесс проте-

кает в начале денатурации и является обратимым.

2 уровень. Легко расщепляемые дисульфидные мостики разрываются, и

глобулярные молекулы белков разворачивается. Функциональные группы, в на-

тивном состоянии скрытые внутри молекулы белка, становятся свободными и ре-

акционноспособными. Вследствие расщепления дисульфидных связей появляют-

ся новые активные дисульфидные группы. Изменение структуры приводит к

инактивации биологически активных молекул. Активность денатурированных

биологически активных молекул белка может восстанавливаться, если после

нагревания осуществляют короткую выдержку, а затем охлаждение.

3 уровень. Высвободившиеся и вновь образованные функциональные груп-

пы (–SH, –ОН) принимают участие во взаимодействиях между молекулами той

же или другой фракции белков молока. В результате образуются агломераты,

превышающие размер коллоидных частиц и либо выпадающие в осадок в виде

хлопьев, либо оседающие на поверхности в виде мицелл казеина с образованием

мономолекулярного слоя. В последнем случае частицы остаются в коллоидном

состоянии, хотя и в связанной форме.

4 уровень. Начинается расщепление ковалентных связей С–S , С–О–Р и да-

же С–С, приводящее к отщеплению низкомолекулярных соединений от полипеп-

тидных цепочек, что зачастую сопровождается органолептическими изменениями

[133].

Экспериментальные исследования проводились на обезжиренном молоке,

которое пастеризовали при температуре 92-95 С и затем выдерживали (подвер-

гали томлению) при этой же температуре, периодически перемешивая. Изучался

период выдержки от 1 до 7 ч.

48

В процессе выдержки проводилось исследование качественных показателей

обезжиренного молока для определения рационального времени выдержки (том-

ления) обезжиренного молока, цель которого придать ему особые органолептиче-

ские показатели (вкус и цвет), а также повысить качество и биологическую цен-

ность творога [63, 84]. Результаты исследований представлены в таблице 3.7.

Таблица 3.7 – Характеристика качественных показателей обезжиренного

молока, подвергнутого высокотемпературной обработке и длительной выдержке

Показатель Время выдержки, ч

3 4 5 6 7

Сухие вещества, в том числе, % 9,20 9,20 9,50 9,80 12,30

жир 0,17 0,20 0,21 0,21 0,21

белки 3,30 3,45 3,50 3,52 4,43

Плотность, А 33,94 33,96 35,07 36,35 46,19

Лактоза, % 4,87 4,88 5,03 5,20 6,55

Соли, % 0,77 0,77 0,79 0,82 1,03

Температура замерзания, С -0,5401 -0,5408 -0,5552 -0,5723 -0,7074

Титруемая кислотность, Т 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00

Активная кислотность, ед. рН 6,41 6,37 6,32 6,30 6,20

В процессе высокотемпературной пастеризации молока происходит изоме-

ризация лактозы (образование лактулозы) и ее взаимодействие с аминокислотами

(реакция меланоидинообразования). При этом кислотность молока увеличивается

на 2-3 °Т. В результате образования меланоидинов изменяется вкус и цвет моло-

ка. Так же сывороточные белки адсорбируются на молекулах казеина, сокращает-

ся их количество в сыворотке. Оценка качественных и органолептических пока-

зателей обезжиренного молока подвергнутого высокотемпературной обработке и

длительной выдержки позволили рекомендовать её время не более 4-х часов.

Способ свёртывания для получения молочно-белковой основы выбран кис-

лотный. Опытные выработки проводились в 5-кратной повторности. Основным

биообъектом в кислотном способе получения творога являются закваски, их ха-

рактеристика представлена в таблице 3.8.

49

Таблица 3.8 - Характеристика заквасочных культур для производства

творога

Ли

оф

или

зир

о-

ван

ны

е ку

льт

у-

ры

п

рям

ого

вн

есен

ия (

DV

S) Состав Рекомендуе-

мые темпера-

тура и про-

должитель-

ность сква-

шивания

Характеристика

культур в процес-

се сквашивания

CH-N 22

Гетероферментативные мезофиль-

ные микроорганизмы:

Lactococcus lactis подвид cremoris;

Lactococcus lactis подвид lactis;

Leuconostoc mesenteroides подвид

cremoris;

Lactococcus lactis подвид diacety-

lactis

30-32 С

8-12 ч

Образование мо-

лочной кислоты,

СО2, ароматиче-

ских веществ, чи-

стый кисломолоч-

ный вкус, аромат,

вязкость

St-Body 3

Гомоферментативные термофиль-

ные микроорганизмы:

Streptococcus thermophilus

40-45 С

6-9 ч

Придают продук-

там высокую вяз-

кость и мягкий

вкус

Probat 801 Lactococcus lactis subsp. lactis, Lac-

tococcus lactis subsp. cremoris, Lac-

tococcus lactis subsp. lactis biovar.

diacetylactis, Leuconostoc mesen-

teroides subsp. cremoris

25-30 °С 8-10 ч

Образование мо-

лочной кислоты,

СО2, ароматиче-

ских веществ, чи-

стый кисломолоч-

ный вкус, аромат,

вязкость

В качестве контроля использовали традиционную закваску по ТУ 10-02-02-

789-65-91, рекомендуемую для производства творога кислотным способом [130].

В опыте 1 применялась закваска CH-N 22, в опыте 2 – комбинированная закваска

CH-N 22 и St-Body 3, в опыте 3 – закваска Probat 801. Закваски использовались в

соответствии с рекомендациями фирм-производителей.

Характеристика процесса кислотного свёртывания обезжиренного молока и

получения молочно-белковой основы в зависимости от вида закваски приведена

в таблице 3.9 и на рисунке 3.1.

50

Все выработки проводились в 5-кратной повторности, результаты обраба-

тывались с использованием методов математической статистики.

Таблица 3.9 – Характеристика основных параметров кислотного свёртыва-

ния обезжиренного молока

Объекты

исследо-

вания

Темпера-

тура

свёрты-

вания, С

Время

свёрты-

вания, ч

Кислотность

сгустка

Органолептические

показатели

титруе-

мая, Т

активная,

ед. рН

Контроль 30-32 8,9±0,2 92±2 4,60 Сгусток плотный, ров-

ный

Опыт 1 30-32 8,0±0,1 90±2 4,61 Сгусток плотный, слег-

ка вязкий

Опыт 2 32-35 7,1±0,1 88±2 4,71 Сгусток плотный, ров-

ный

Опыт 3 30-32 8,8±0,2 89±1 4,63 Сгусток рыхлый, не-

плотный

Рисунок 3.1 – Зависимость титруемой кислотности обезжиренного молока

от времени свёртывания

Анализ данных, представленных в таблице 3.9 и на рисунке 3.1, позволяет

заключить, что динамика процесса кислотообразования в опытных образках

обезжиренного молока с различным видом закваски: различна, так комбинация

020406080

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Титр

уем

ая к

исл

отн

ост

ь, 0

Т

Время свёртывания, ч

Контроль

Опыт 1

Опыт 2

Опыт 3

51

заквасок CH-N 22 и St-Body 3 (опыт 2) позволила активизировать процесс полу-

чения сгустка хорошего качества. При этом время процесса составило (7,1±0,1) ч,

тогда как время получения сгустка в двух других опытных образцах было: опыт 1

(8,0±0,1) ч; опыт 3 (8,8±0,2) ч.

Для отделения сыворотки все образцы, контрольный и опытные, медленно

подогревали до температуры (40±2) С при перемешивании в течение времени от

60 до 90 минут. Качественные показатели молочно-белковой основы (нежирного

творога) и сыворотки приведены в таблице 3.10.

Таблица 3.10 – Качественные показатели нежирного творога и сыворотки

Объект

исследо-

вания

Нежирный творог Сыворотка

Выход,

%

Массовая доля, % Титруемая

кислот-

ность, Т

Количе-

ство, %

Массовая доля, %

сухие

вещества

в т.ч. белки сухие

вещества

в т.ч.

белки

Контроль 24,0±0,5 20,0±0,5 15,10±0,05 208±2 76,0 6,5 0,80

Опыт 26,0±0,5 22,2±0,5 18,70±0,05 205±1 74,0 5,5 0,55

Органолептические показатели опытных образцов нежирного творога и

контрольного образца представлены в таблице 3.11.

Таблица 3.11 – Органолептические показатели опытного и контрольного

образцов нежирного творога

Объекты

исследования

Цвет Консистенция Вкус

Контроль Белый, молочный Рассыпчатая Кисломолочный

Опыт Кремовый Мягкая, рас-

сыпчатая

Кисломолочный с выра-

женным ореховым при-

вкусом

Таким образом, установлено, что для технологии молочно-белковой основы

мягкого творога необходимо использовать следующие параметры производства:

- пастеризация обезжиренного молока t = 92-95 C, время выдержки (том-

ление) (4,0±0,5) ч;

- охлаждение до температуры заквашивания 35 С;

52

- внесение заквасок CH-N 22 и St-Body 3 в соотношении 1 : 1;

- сквашивание (свёртывание) до получения сгустка, кислотностью 90±2°Т,

время (7,1±0,1) ч;

- подогрев до температуры (40±2) С, при перемешивании и постепенном

отделении сыворотки в течение 60-90 мин;

- получение молочно-белковой основы (обезжиренного творога), охлажде-

ние до температуры 10-12 С и смешивание её со сливками.

3.4 Исследование технологических свойств пищевых

волокон «Цитри-Фай»

Основными технологическими свойствами пищевых волокон являются во-

допоглощение и набухание.

Набухание пищевых волокон может протекать ограниченно и неограни-

ченно. На этот процесс влияет множество факторов, в частности природа пище-

вого волокна, физико-химические показатели технологической среды, температу-

ра и продолжительность взаимодействия. Эти параметры оказывают определяю-

щее влияние на формирование сгустка и синерезис творога [108].

Цель исследования – изучение процесса набухания пищевых волокон в

двух средах (вода питьевая и молоко пастеризованное с м.д.ж. 2,5 %).

Задачами данного исследования являются:

- уточнение влияния температуры на степень набухания пищевых волокон

и их продолжительности;

- измерение количества поглощаемой влаги;

- выбор рационального объекта исследования – вида ПВ.

Для выбора наиболее эффективного вида ПВ «Цитри-Фай»: мелкого, сред-

него или крупного помола, были изучены их технологические свойства – водопо-

глощение и набухание в двух средах: воде и молоке с м.д.ж. 2,5 %, в зависимости

53

от температуры и времени. Измерения проводились при трёх температурных ре-

жимах: 20 С; 30 С; 40 С до установления полного и стабильного равновесия

между набухшими ПВ и водной (молочной) средой.

Результаты определения веса m (г) набухших ПВ и расчёта степени набуха-

ния i (г/г), т.е. относительное увеличение массы высокомолекулярного соедине-

ния при набухании приведены в таблице 3.12.

Таблица 3.12 – Характеристика процесса набухания пищевых волокон с

водой

Температура воды Вид помола пищевых волокон

мелкий средний крупный

m, (г) i, (г/г) m, (г) i, (г/г) m, (г) i, (г/г)

20 С 1,562 2,124 1,952 2,904 1,445 1,890

30 С 1,360 1,720 1,430 1,860 1,359 1,718

40 С 1,228 1,456 1,134 1,268 1,098 1,196

При температуре воды 20 С процесс набухания пищевых волокон мелкого

помола происходил следующим образом: после смешивания ПВ с водой граница

набухания обозначилась через 30 мин, ПВ среднего и крупного помола через

15 мин.

При температуре воды 30 С граница обозначилась у пищевых волокон

среднего помола через 10 мин, мелкого и крупного через 20 мин.

При температуре воды 40 С граница обозначилась у всех трех видах помо-

ла пищевых волокон через 5 мин.

Процесс центрифугирования для пищевых волокон мелкого и среднего по-

мола занимает 5 мин, для крупного помола 10 мин.

Далее эксперимент проводился при взаимодействии пищевых волокон мел-

кого среднего и крупного помола с молоком, при температуре 20, 30 и 40 С.

Данные представлены в таблице 3.13 и на рисунках 3.2, 3.3 и 3.4.

54

Таблица 3.13 – Характеристика процесса набухания пищевых волокон с

молоком

Температура воды Вид помола пищевых волокон

мелкий средний крупный

m, (г) i, (г/г) m, (г) i, (г/г) m, (г) i, (г/г)

20 С 1,505 2,010 1,637 2,274 1,432 1,864

30 С 1,387 1,774 1,771 2,542 1,249 1,498

40 С 1,504 2,008 1,680 2,360 1,984 2,968

При смешивании пищевых волокон с молоком время набухания не реги-

стрировалось, так как получалась однородная масса белого цвета с легким кремо-

вым оттенком. Поэтому пробирки сразу помещались в центрифугу для разделе-

ния молока и пищевых волокон, а также определения границы раздела ПВ и сре-

ды (молока).

Рис. 3.2 – Кинетические кривые набухания ПВ «Цитри-Фай» мелкого (1),

среднего (2), и крупного помола (3) в молочной среде при температуре 20 С

Рис. 3.3 – Кинетические кривые набухания ПВ «Цитри-Фай» мелкого (1),

среднего (2), и крупного помола (3) в молочной среде при температуре 30 С

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0 300 600 900 1200 1500 1800Сте

пе

нь

наб

ухан

ия

, г/г

Время, с

1

2

3

0,00,51,01,52,02,53,03,5

0 300 600 900 1200 1500 1800Сте

пе

нь

наб

ухан

ия

, г/г

Время, с

1

2

3

55

Рис. 3.4 – Кинетические кривые набухания ПВ «Цитри-Фай» мелкого (1),

среднего (2), и крупного помола (3) в молочной среде при температуре 40 С

Анализ графических зависимостей позволяет выделить, как более эффек-

тивные ПВ среднего помола, которые проявляют стабильные свойства при тем-

пературных режимах 20 С и 30 С и степень набухания (2,5±0,5) г/г,

Так же была измерена активность воды в пищевых волокнах смешанных с

водой и с молоком. Измерения проводились с помощью прибора для определения

активности воды, модель PAWKIT. Данные по измерению показателя – актив-

ность воды в набухших пищевых волокнах в водной среде, представлены в таб-

лице 3.14.

Таблица 3.14 – Результаты измерения показателя – активность воды в

набухших пищевых волокнах в водной среде

Температура воды Вид помола пищевых волокон

мелкий средний крупный

20 С 0,94 0,93 0,93

30 С 0,92 0,93 0,95

40 С 0,93 0,94 0,94

Данные по измерению показателя – активность воды в набухших пищевых

волокнах в молочной среде, представлены в таблице 3.15.

0

1

2

3

4

5

6

0 300 600 900 1200 1500 1800Сте

пе

нь

наб

ухан

ия,

г/г

Время, с

1

2

3

56

Таблица 3.15 – Результаты измерения показателя – активность воды в

набухших пищевых волокнах в молочной среде

Температура молока Вид помола пищевых волокон

мелкий средний крупный

20 С 0,94 0,96 0,95

30 С 0,98 0,95 0,96

40 С 0,95 0,93 0,98

По данным таблиц 3.14 и 3.15 видно, что значение показателя активность

воды в пищевых волокнах смешанных с молоком несколько превышает значение

показателя пищевых волокон в водной среде.

Анализ экспериментальных данных, позволяет рекомендовать для проведе-

ния дальнейших исследований пищевые волокна «Цитри-Фай» среднего помола,

так как они в молочной среде проявили стабильные показатели, которые необхо-

димы для изучения их влияния на процесс ферментации сливок.

3.5 Экспериментально-аналитическое обоснование влияния пищевых

волокон «Цитри-Фай» на процесс ферментации сливок

Объектами исследования были молочные сливки с м.д.ж. 15,0, 20,0 и

25,0 %, химический состав и химические свойства, которых представлены в таб-

лице 3.6 (раздел 3.3).

Сливки пастеризовали при температуре (92±2) С и охлаждали до темпера-

туры иннокулирования закваски (37±1) С. В состав закваски BY-700 входят про-

биотические культуры Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus и Bifidobacterium

BB-12, а также сопутствующая культура Streptococcus thermophilus. Закваска ин-

нокулировалась в активизированном виде. Активизация проводилась на стериль-

ном обезжиренном молоке при температуре (36±1) С в термостате в течение

57

2 ч. Цель данного этапа исследования – определить тип сливок для нормализации

по жиру и обогащения пробиотической микрофлорой мягкого творога. Критери-

альными требованиями изучения процесса ферментации сливок являлись: титру-

емая кислотность сливок в пределах (45±1) Т и слабовязкая консистенция, поз-

воляющая достичь их равномерного распределения в обезжиренном твороге. Ре-

зультаты исследований представлены в таблице 3.16 и на рисунке 3.5. Результаты

обработаны методами математической статистики и приведены в таблице 3.17.

Таблица 3.16 – Результаты исследования процесса ферментации сливок ас-

социацией бактериальных культур (закваска BY-700)

Продол-

житель-

ность

фермен-

тации, ч

Сливки с массовой долей жира, %

15 20 25 15 20 25

Титруемая кислотность, ºТ Активная кислотность, рН

0 16,0±1,0 15,0±1,1 14,0±1,3 6,60±0,05 6,660,05 6,68±0,05

1 22,0±1,0 18,3±1,1 16,0±1,3 6,28±0,05 6,44±0,05 6,55±0,05

2 28,0±1,0 21,3±1,1 19,5±1,3 5,89±0,05 6,28±0,05 6,34±0,05

3 39,3±1,0 30,0±1,1 29,5±1,3 5,22±0,05 5,74±0,05 5,74±0,05

4 41,7±1,0 45,0±1,1 35,0±1,3 4,10±0,05 4,78±0,05 5,44±0,05

5 42,3±1,0 47,7±1,1 41,0±1,3 3,51±0,05 4,10±0,05 5,05±0,05

6 42,5±1,0 48,8±1,1 41,1±1,3 3,51±0,05 4,10±0,05 5,05±0,05

Оценка органолептических показателей ферментированных сливок с м.д.ж.

15 % позволяет отметить их жидкообразную консистенцию; сливок с м.д.ж. 20 %

– слабовязкую, устойчивую консистенцию; сливок с м.д.ж. 25 % – вязкую, плот-

ную консистенцию.

58

Рисунок 3.5 – Динамика изменения кислотности в процессе ферментации

сливок с различной массовой долей жира пробиотическими культурами

Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Bifidobacterium BB-12,

Streptococcus thermophilus

Таблица 3.17 – Регрессионный анализ результатов исследования процесса

ферментации сливок с различной массовой долей жира

Объекты

исследова-

ния

Уравнения регрессии Величина достоверности

аппроксимации (R^2)

титруемая

кислотность

активная

кислотность

титруемая

кислотность

активная

кислотность

Сливки с

м.д.ж. 15 %

y = -0,878x2 +

+ 10,05x + 14,38

y = -0,003x2 –

- 0,564x + 7,344

R² = 0,968 R² = 0,956

Сливки с

м.д.ж. 20 %

y = -0,451x2 +

+ 8,560x + 11,62

y = -0,027x2 –

- 0,272x + 7,088

R² = 0,863 R² = 0,947

Сливки с

м.д.ж. 25 %

y = -0,071x2 +

+ 5,671x + 11,92

y = 0,004x2 –

- 0,347x + 7,141

R² = 0,957 R² = 0,959

Коэффициенты аппроксимации свидетельствуют о достоверности экспери-

ментальных данных.

Органолептические показатели опытных продуктов свидетельствуют о

том, что сливки с массовой долей жира 20 % является слабо вязкими и хорошо

перемешиваются. Это позволяет их использовать для второго этапа исследова-

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4 5 6 Акт

ивн

ая к

исл

отн

ост

ь, е

д. р

Н

Титр

уем

ая к

исл

отн

ост

ь,0 Т

Продолжительность ферментации , ч

м.д.ж. 15 % м.д.ж. 20 % м.д.ж. 25 %

59

ний – определения рационального количества пищевых волокон для обогащения

нового вида мягкого творога, а также как пребиотика, способствующего повыше-

нию жизнеспособности пробиотической микрофлоры.

В исследованиях использовались пищевые волокна «Цитри-Фай» среднего

помола. В соответствии с рекомендациями производителя, изучены следующие

количества: от 0,1 до 2,5 % от массы ферментируемых сливок. Пищевые волокна

представляют собой порошок светло-кремового цвета с нейтральным вкусом и

запахом, обладающий высокой влагоудерживающей способностью. Их вносили в

сливки одновременно с закваской и перемешивали 5-10 мин. Результаты исследо-

вания химических показателей ферментированных сливок представлены на рис.

3.6.

Рисунок 3.6 – Зависимость изменения титруемой кислотности

ферментируемых сливок с м.д.ж. 20 % с различным количеством

пищевых волокон «Цитри-Фай» от времени ферментации

Анализ данных, представленных на рис. 3.6 свидетельствует о сокращении

времени кислотообразования в ферментируемых сливках по мере повышения

количества ПВ до 3,5-4,0 часов.

Низкие показатели титруемой кислотности у сливок с м.д.ж. 25 % можно

объяснить следующим – в связи с тем, что в сливках с м.д.ж. 25 % содержание

белка составляет только (2,4±0,1) %, то процесс протеолиза под действием куль-

тур закваски протекает с меньшей интенсивностью

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6

Титр

уем

ая к

исл

отн

ост

ь, 0

Т

Время ферментации, ч

Контроль Опыт 1 - 0,5 % ПВ Опыт 2 - 1,0 % ПВ

Опыт 3 - 1,5 % ПВ Опыт 4 - 2,0 % ПВ Опыт 5 - 2,5 % ПВ

60

Органолептические показатели ферментированных сливок с м.д.ж. 20 % с

различным количеством ПВ приведены в таблице 3.18.

Таблица 3.18 – Органолептические показатели ферментированных сливок с

м.д.ж. 20 %

Объекты

исследо-

вания

Количество

ПВ, %

Консистенция, внешний вид Вкус, цвет

Контроль 0 Консистенция жидкообразная Вкус, чистый

кисломолоч-

ный

Цвет светло-

кремовый

Опыт 1 0,5 Консистенция жидкообразная

Опыт 2 1,0 Консистенция жидкообразная

Опыт 3 1,5 Консистенция слабовязкая (после

ферментации в течение 4 ч)

Опыт 4 2,0 Консистенция вязкая (после фермен-

тации в течение 3,5 ч)

Опыт 5 2,5 Консистенция вязкая, плотная (после

ферментации в течение (3,0-3,5 ч)

Микробиологические показатели ферментированных сливок с м.д.ж. 20 %

и различным количеством ПВ представлены в таблице 3.19.

Таблица 3.19 – Микробиологические показатели ферментированных сливок

с м.д.ж. 20 %

Объект ис-

следования

Общее количе-

ство молочно-

кислых микро-

организмов,

КОЕ /см3

Бифидо-

бактерии,

КОЕ /см3

БГКП (ко-

лиформы)

Стафило-

кокки S.

aureus

Дрожжи

, плесе-

ни,

КОЕ/г

Контроль 1,2∙108 1,5∙10

7 не обнару-

жено

не обнару-

жено

менее 10

Опыт 1 7,5∙108 1,7∙10

7 не обнару-

жено

не обнару-

жено

менее 10

Опыт 2 7,8∙108 2,2∙10

7 не обнару-

жено

не обнару-

жено

менее 10

Опыт 3 8,2∙108 2,6∙10

7 не обнару-

жено

не обнару-

жено

менее 10

Опыт 4 8,8∙108 3,2∙10

7 не обнару-

жено

не обнару-

жено

менее 10

Опыт 5 1,3∙108 1,8∙10

7 не обнару-

жено

не обнару-

жено

менее 10

61

Данные, представленные в таблице 3.19, свидетельствуют о том, что все

показатели характеризующие интенсивность микробиологических процессов при

ферментации сливок закваской BY-700, находятся в пределах, соответствующих

требованиям «функциональности» продукта. При этом, следует отметить, что по

мере увеличения количества ПВ, в ферментированных сливках наблюдается уве-

личение показателей – общее количество молочнокислых микроорганизмов, а

также количество бифидобактерий. Снижение этих показателей в опыте 5, по

сравнению с опытом 4 следует объяснить недостатком свободной влаги, необхо-

димой для жизнедеятельности микроорганизмов.

Для подтверждения этого предположения изучены реологические показате-

ли ферментированных сливок с м.д.ж. 20 % и показатель – активность вода на

анализаторе Agualab (Россия, Екатеринбург).

Вязкость неньютоновских объектов, к которым могут быть отнесены и ис-

следуемые образцы зависит от воздействующей силы. Для более точной характе-

ристики структурно-механических свойств контрольного и опытных образцов

была определена их вязкость в диапазоне угловых скоростей от 0,3 до

100,0 об/мин при температуре 20 С.

Измерения проводили на ротационном вискозиметре SMART фирмы

Fungilab (Испания), принцип действия, которого заключается в измерении мо-

мента кручения шпинделя, вращающегося в жидком образце с заданной скоро-

стью. Заданную температуру поддерживали с помощью циркуляционного термо-

стата Julabo F12 ED.

Образец выдерживали при перемешивании в термостате до достижения за-

данной температуры. Затем в образец опускали рабочий орган (шпиндель) виско-

зиметра и последовательно измеряли вязкость при частотах вращения 0,3; 0,5; 06;

1; 1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 10; 12; 20; 30; 50; 60 и100 об/мин.

Результаты измерений вязкости и активности воды в ферментированных

сливках с м.д.ж. 20 % представлены в таблице 3.20.

62

Таблица 3.20 – Результаты определения показателей – вязкость и актив-

ность воды в ферментированных сливках с м.д.ж. 20 %

Опытные

образцы

Количество

ПВ, %

Скорость, об/с Вязкость, мПа·с Активность

воды

1 2 3 4 5

Контроль - 100 10,7 0,93

Опыт 1 0,5 3,0

5,0

6,0

1,0

1, 5

2,0

2,5

3,0

4,0

5,0

6,0

10,0

23769,0

12274,0

7786,3

5609,9

4831,4

3767,0

3014,7

2375,5

1716,6

1421,1

1286,9

1007,1

0,93

Опыт 2 1,0 3,0

5,0

6,0

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

4,0

5,0

6,0

10,0

34373,0

17715,0

11198,0

8560,0

7790,6

5083,3

4642,5

3177,5

3580,7

2641,0

1774,7

1418,4

0,92

Опыт 3 1,5 3,0

5,0

6,0

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

4,0

6,0

10,0

12,0

41834,0

26760,0

22591,0

14544,0

10272,0

8309,4

6774,0

6195,0

5396,0

5070,0

4651,4

3400,7

0,93

63

Продолжение таблицы 3.20

1 2 3 4 5

Опыт 4 2,0 3,0

5,0

6,0

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

4,0

5,0

6,0

10,0

48466,0

34815,0

17658,0

10960,0

7593,6

6173,6

5263,8

3776,5

2863,5

2561,0

1651,4

1244,4

0,95

Опыт 5 2,5 3,0

5,0

6,0

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

4,0

5,0

6,0

10,0

12,0

153551,0

87858,0

53224,0

25523,0

17494,0

15969,0

13096,0

12006,0

12512,0

10878,0

9442,2

6972,0

6901,0

0,97

Анализ экспериментальных данных, представленных в таблице 3.20, позво-

ляет видеть, что вязкость в опытных образцах по сравнению с контрольным, уве-

личивается по мере повышения количества ПВ, которые набухают, связывая сво-

бодную влагу, о чём свидетельствует показатель – активность воды, имеющий

наибольшее значение в опыте 5 – 0,97.

Для оптимизации количества (дозы) ПВ, используемых в процессе фермен-

тации сливок с м.д.ж. 20 %, проводилась математическая обработка комплекса

полученных данных.

64

3.6 Математическое моделирование совокупности экспериментальных

данных для оптимизации процесса применения пищевых

волокон в биотехнологии мягкого творога

Оптимизация процесса применения пищевых волокон «Цитри-Фай» в био-

технологии производства мягкого творога проводилась в соответствии с методо-

логией, предложенной И.И. Протопоповым с соавт. [77, 113, 114].

Блок-схема проведения математической обработки, включая математиче-

ское моделирование, состоит их следующих позиций:

- определение основного объекта исследования;

- в результате проведения исследований аккумулирование совокупности

экспериментальных данных;

- разработка структуры модели;

- проверка адекватности математической модели;

- формулирование выводов.

Структура математической модели представлена на рисунке 3.7. Её реали-

зация зависит от регулируемых и управляемых факторов (рисунок 3.8.)

Рисунок 3.7 – Структура математической модели

Определение основной задачи

Цели и критерии решения задачи

Математическое формулирование и

оценка адекватности модели

Прогнозирование вида и количества

пищевых волокон

65

Рисунок 3.8 – Реализация математической модели в зависимости

от регулируемого и управляемых факторов

Так как эксперимент выбран однофакторный – то в качестве регулируемо-

го фактора х – принято количество пищевых волокон (ПВ) «Цитри-Фай» средне-

го помола. Переменной являлось их количество, которое изменялось в процессе

эксперимента от 0,5 до 2,5 мас. %. При этом фиксировались следующие показа-

тели: химические, органолептические, физические и микробиологические основ-

ного объекта – ферментированных сливок с м.д.ж. 20 %.

Управляемым факторам присвоено следующее обозначение и определены

критерии необходимые для решения поставленной задачи – оптимизировать ко-

личество пищевых волокон используемых в процессе ферментации сливок с

м.д.ж. 20 % в качестве функционального и технологического ингредиента:

у1 – титруемая кислотность, °Т, ограничение, не ˃ 45 °Т;

у2 – органолептические показатели, характеризующие качество сгустка,

баллы, ограничений нет, → max (∑ 5 баллов);

у3 – общее количество молочнокислых бактерий, lg КОЕ/см3, ограничений

нет, → max ;

у4 – количество бифидобактерий, lg КОЕ/см3, ограничений нет, → max ;

у5 – время образования сгустка, ч, ограничение → min (4,0±0,5) ч;

Все среднестатистические экспериментальные данные представлены в таб-

лице 3.21. Перевод данных в безразмерные величины приведён в таблице 3.22.

Регулируе-

мый фактор

х – количе-

ство ПВ

Ферментируе-

мые сливки с

м.д.ж. 20 %

Управляемые факторы:

у1 – титруемая кислотность, Т;

у2 – органолептические показа-

тели, баллы; у3 – общее количе-

ство молочнокислых бактерий,

lg КОЕ/см3; у4 – количество би-

фидобактерий, lg КОЕ/см3 у5 –

время образования сгустка, ч

66

Таблица 3.21 – Совокупность экспериментальных данных процесса фер-

ментации сливок с м.д.ж. 20 %

Объекты

исследований

Регулируемый

фактор х, %

Управляемые факторы

у1, Т у2,баллы у3, lg

КОЕ/см3

у4, lg

КОЕ/см3

у5, ч

Контроль 0,0 38,0 3,2 8,0086 7,1761 6,0

Опыт 1 0,5 39,5 3,3 8,7404 7,2304 5,8

Опыт 2 1,0 41,4 3,5 8,8751 7,3424 5,5

Опыт 3 1,5 43,5 4,0 8,8921 7,4149 5,0

Опыт 4 2,0 45,5 5,0 8,9444 7,5051 4,0

Опыт 5 2,5 45,5 3,5 8,1761 7,2552 4,0

Перевод значений экспериментальных данных в безразмерные величины

представлен в таблице 3.22.

Таблица 3.22 – Перевод значений экспериментальных данных в безразмер-

ные величины

Объекты

исследований

х, % Нормирование управляемые факторы

n

n

Y1

0 у'1 у'2 у'3 у'4 у'5

Контроль 0,0 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 5,00

Опыт 1 0,5 1,04 1,03 1,09 1,01 0,90 5,07

Опыт 2 1,0 1,09 1,09 1,11 1,02 0,90 5,30

Опыт 3 1,5 1,15 1,25 1,12 1,03 0,80 5,35

Опыт 4 2,0 1,20 1,56 1,13 1,04 0,66 5,59

Опыт 5 2,5 1,20 1,09 1,02 1,01 0,66 4,98

Нормирование управляемых факторов по минимальному значению прово-

дилось по формуле:

,min

i

ii

Y

YY (3.1)

где Yi ́ – значение нормализованного управляемого фактора;

Yi – экспериментальное значение управляемого фактора;

Yimin

– минимальное значение экспериментального управляемого

фактора.

Целевая функция представляет собой сумму нормализованных значений

управляемых факторов и определяется по формуле:

67

n

niYY

10 , (3.2)

где Y0 – значение целевой функции;

n

niY

1– сумма нормализованных значений управляемых факторов.

По результатам обработки экспериментальных данных определены целевые

функции контрольного и опытных образцов, в зависимости от количества ис-

пользуемых в процессе ферментации сливок с м.д.ж. 20 %, пищевых волокон, ко-

торые представлены на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9 – Зависимость значений целевых функций от количества

пищевых волокон «Цитри-Фай», используемых в опытных образцах

На втором этапе математической обработки данных, для решения основной

задачи – оптимизации показателя – количество ПВ, как функционального и тех-

нического ингредиента, были построены математические модели и получены

уравнения регрессии.

Разработка математических двухфакторных моделей осуществлялась с

помощью компьютерных математических систем Table Curve 3D v4.0, MathCAD

и Excel. Система Table Curve 3D позволяет разрабатывать регрессионную зави-

симость, проводить статистическую оценку модели и определять ее адекватность

[8, 71, 80, 91, 104].

4,60

4,80

5,00

5,20

5,40

5,60

Контроль Опыт 1 - 0,5 % ПВ

Опыт 2 - 1,0 % ПВ

Опыт 3 - 1,5 % ПВ

Опыт 4 - 2,0 % ПВ

Опыт 5 - 2,5 % ПВ

Знач

ени

е ц

елев

ой

фун

кци

и

68

Методика разработки регрессионной математической модели изменения

титруемой кислотности с использованием информационной компьютерной си-

стемы Table-Curve 3D состояла из трех этапов:

- в информационной системе формулирована матрица экспериментальных

данных: Х – доза внесения пищевых волокон, %; Y – время ферментации

продукта, ч; Z1 – титруемая кислотность продукта, Т (Приложение 2).

- из множества математических моделей в информационной системе вы-

брана регрессионная модель, в которой коэффициент детерминации (ко-

эффициент прогнозирования) близок к единице (рисунок 3.10).

- дана оценка и проведен расчет адекватности математической модели, на

основе коэффициента корреляции и относительной погрешности между

экспериментальными значениями и расчетными данными, полученными

при вычислении из математической модели (рисунок 3.11).

Математическая регрессионная линейная модель изменения титруемой

кислотности продукта имеет следующий вид:

Z1= a + b∙Х + c∙Y, (3.3)

где Z1 – титруемая кислотность продукта, Т;

X – доза внесенных пищевых волокон, %;

Y– время ферментации, ч.

Коэффициенты регрессионной зависимости равны:

a = 11,7047; b = - 0,8372; c =7,860.

Таким образом, при подстановке в модель значений коэффициентов регрес-

сионной зависимости будет иметь вид:

Z1 = 11,7047 – 0,8372∙X + 7,86∙Y (3.4)

69

Рисунок 3.10 – Поверхность отклика изменения титруемой кислотности

ферментированного продукта в зависимости от дозы пищевых волокон и времени

ферментации

Для оценки меры качества подбора уравнения регрессии использовали ко-

эффициент детерминации (коэффициент прогнозирования), который позволяет

ответить на вопрос о том, каково качество описания зависимости с помощью

уравнения регрессии. Коэффициент детерминации определяют как R2. Чем теснее

наблюдения примыкают к линии регрессии, тем лучше регрессия описывает со-

ответствующую зависимость переменных и с большей надежностью может быть

применима для практических расчетов – оценивания значения Z для заданных

значений Х и Y.

Коэффициент детерминации разработанной математической модели равен

R2=0,941. Коэффициент корреляции, характеризующий меру связи между зави-

симыми и независимыми переменными, рассчитываемый как корень квадратный

из величины коэффициента детерминации, равен R = 0,97.

Статистическая оценка адекватности разработанной математической моде-

ли представлена на рисунке 3.11.

00.5

11.5

2

Доза пищевых волокон, %

11.5

22.5

33.5

Время ферментации, ч

1515

2020

2525

3030

3535

4040

4545

Ти

тр

уем

ая

ки

сло

тн

ост

ь,

оТ

Ти

тр

уем

ая

ки

сло

тн

ост

ь,

оТ

WARWARA-titr.prn, X , Y , Z Rank 263 Eqn 1 z=a+bx+cy

r^2=0.94076686 DF Adj r^2=0.92966065 FitStdErr=2.4010315 Fstat=135.00076

a=11.704651 b=-0.8372093

c=7.86

70

Рисунок 3.11 – Статистическая оценка адекватности математической

модели изменения титруемой кислотности ферментированного продукта

Так как коэффициент корреляции по величине близок к единице, то можно

говорить о высоком уровне адекватности математической модели, что позволяет

осуществлять прогнозирование исследуемого ферментативного процесса с мини-

мальной погрешностью (ошибкой). Относительная погрешность между экспери-

ментальными и расчетными данными не превышает 12 %.

Разработанная модель изменения титруемой кислотности использовалась

для нахождения (расчета) неизвестной (неопределенной экспериментально) зави-

симой величины (титруемой кислотности), как промежуточных значений экспе-

риментального поля, в вычислительной математике данный процесс называется

интерполированием, так и вне заданного интервала экспериментального поля -

экстраполированием.

Так, например, интерполированием необходимо рассчитать титруемую

кислотность продукта, при внесении дозы пищевых волокон в количестве 1,5 % и

времени ферментации 4 ч. Используя разработанную математическую модель

(3.4), титруемая кислотность будет равна:

Z1 = 11,7047 – 0,8372∙X + 7,86∙Y = 11,7047 – 0,8372∙1,5 + 7,86∙4,0 = 41,89 Т

71

Путем экстраполирования определим титруемую кислотность продукта,

при дозе пищевых волокон 3 % и времени ферментации 4 ч.

Z1 = 11,7047 – 0,8372∙X + 7,86∙Y = 11,7047 – 0,8372∙3,0 + 7,86∙4,0 = 40,63 Т

Расчетные величины титруемой кислотности отражают динамику процесса

кислотообразования ферментированного продукта. Увеличение дозы пищевых

волокон и времени ферментации приводят к увеличению титруемой кислотности.

Разработка последующих математических моделей, и оценка их адекватно-

сти, проводилась по описанной выше методики.

На рисунке 3.12 изображена поверхность отклика изменения логарифм

числа молочнокислых бактерий в ферментированном продукте в зависимости от

дозы внесения пищевых волокон и времени процесса ферментации.

Рисунок 3.12 – Поверхность отклика изменения логарифм числа

молочнокислых бактерий в ферментированном продукте в зависимости

от времени ферментации и дозы ПВ

Двухфакторная математическая модель изменения логарифма числа молоч-

нокислых бактерий в ферментированном продукте имеет вид:

Z3 = a + b∙Х + c∙Х2 + d∙Х

3 + e∙Y + f∙Y

2 + g∙Y

3, (3.5)

00.5

11.5

2

Доза пищевых волокон, %

11.5

22.533.5

Время ферментации, ч

5 5

5.75 5.75

6.5 6.5

7.25 7.25

8 8

8.75 8.75

9.5 9.5

Лога

ри

фм

чи

сла м

ол

оч

нок

исл

ых б

ак

тер

ий

Лога

ри

фм

чи

сла м

ол

оч

нок

исл

ых б

ак

тер

ий

WARWARA-mkbak.prn, X , Y , Z Rank 91 Eqn 47 z=a+bx+cx^2+dx^3+ex^4+fy+gy^2

r^2=0.95860606 DF Adj r^2=0.93445959 FitStdErr=0.24124054 Fstat=50.175937

a=5.151 b=-1.3091667 c=3.0833333 d=-1.4033333

e=0.14666667 f=0.7581 g=0.0005

72

где Z3 – логарифм числа молочнокислых бактерий в продукте;

Х – доза пищевых волокон, %;

Y – время процесса ферментации, ч.

Коэффициенты математической модели равны: а = 5,151; b = -1,309;

c =3,083; d = -1,403; e = 0,147; f = 0,7581; g = 0,005.

На рисунке 3.13 приведена статистическая оценка адекватности математи-

ческой модели.

Рисунок 3.13 – Статистическая оценка адекватности математической

модели изменения числа молочнокислых бактерий в продукте

Коэффициент детерминации (прогнозирования) модели равен 0,96. Коэф-

фициент корреляции по величине равен 0,98. Относительная погрешность между

экспериментальными и расчетными (модельными) величинами не превышает

5 %.

Математическая модель динамики роста молочнокислых бактерий в зави-

симости от дозы пищевых волокон и времени ферментации адекватно описывает

изучаемый процесс.

73

На рисунке 3.14 представлена поверхность отклика изменения логарифма

числа бифидобактерий в ферментированном продукте в зависимости от дозы пи-

щевых волокон и времени процесса ферментации.

Рисунок 3.14 – Поверхность отклика изменения содержания

бифидобактерий в ферментированном продукте в зависимости

от времени ферментации и дозы ПВ

Двухфакторная математическая модель изменения логарифма числа бифи-

добактерий в ферментированном продукте имеет вид:

Z4 = a+b∙Х+c∙Х2+d∙Х

3+e∙Y+f∙Y

2+g∙Y

3, (3.6)

где Z4 – логарифм числа бифидобактерий в продукте;

Х – доза пищевых волокон, %;

Y – время процесса ферментации, ч.

Коэффициенты математической модели равны: а = 5,881; b = -0,379;

c =1,301; d = -0,440; e = -1,277; f = 0,73; g = -0,093.

На рисунке 3.15 представлена статистическая оценка адекватности модели.

00.5

11.5

2

Доза пищевых волокон, %

11.522.5

33.5Время ферментации, ч

5 5

5.6 5.6

6.2 6.2

6.8 6.8

7.4 7.4

8 8

Ло

гар

иф

м ч

исл

а б

иф

идо

бак

тер

ий

Ло

гар

иф

м ч

исл

а б

иф

идо

бак

тер

ий

WARWARA-BIFI.prn, X , Y , Z Rank 205 Eqn 33 z=a+bx+cx^2+dx^3+ey+fy^2+gy^3

r^2=0.91319227 DF Adj r^2=0.86255443 FitStdErr=0.22524604 Fstat=22.792708

a=5.8814076 b=-0.37944678 c=1.3012605 d=-0.44019608

e=-1.2766667 f=0.73 g=-0.093333333

74

Рисунок 3.15 – Статистическая оценка адекватности математической модели

изменения количества бифидобактерий в ферментированном продукте

Коэффициент детерминации (прогнозирования) представленной математи-

ческой модели равен 0,92. Коэффициент корреляции 0,96.

Относительная погрешность между экспериментальными и расчетными

модельными данными не превышают 5 %.

Математическая модель изменения количества бифидобактерий в зависи-

мости от дозы внесения пищевых волокон и времени ферментации адекватно

описывает исследуемый процесс.

Регрессионное уравнение изменения органолептических показателей фер-

ментированных продуктов (Z2) имеет следующий вид:

Z2 = 2,075 + 3,058∙X2,5

-1,893∙X3 + 0,0889∙Y

1,5 (3.7)

Коэффициент детерминации математической модели равен 0,96. Коэффи-

циент корреляции 0,98.

Поверхность отклика изменения органолептических показателей фермен-

тированного продукта представлено на рисунке 3.16. Максимальное число баллов

характерно для образца с добавлением 2,0 % пищевых волокон.

На рисунке 3.17 представлен статистический анализ оценки адекватности

математической модели. Относительная погрешность между экспериментальны-

ми и расчетными значениями не превышает 9 %.

75

Рисунок 3.16 – Поверхность отклика изменения органолептических

показателей ферментированного продукта в зависимости от дозы пищевых

волокон и времени ферментации

Математическая модель изменения органолептических показателей фер-

ментированного продукта в зависимости от дозы пищевых волокон и времени

ферментации адекватно описывает исследуемый процесс.

Рисунок 3.17 – Статистическая оценка адекватности математической

модели изменения органолептических показателей ферментированного

продукта в зависимости от дозы внесения пищевых волокон и времени

ферментации

0 0.51 1.5

2

Доза пищевых волокон, %11.522.5

33.5Время ферментации, ч

2

2

2.5

2.5

3

3

3.5

3.5

4

4

4.54.5

55

5.55.5

Ор

ган

ол

епти

ка

, ба

лл

ы

Ор

ган

ол

епти

ка

, ба

лл

ы

warwara 2.prn, X , Y , Z Rank 286 Eqn 7588 z=a+bx^(2.5)+cx^3+dy^(1.5)

r^2=0.96584764 DF Adj r^2=0.95674034 FitStdErr=0.16682298 Fstat=150.82961

a=2.07499 b=3.0580856

c=-1.8923721 d=0.088957012

76

Таким образом, результаты комплексного анализа показателей, характери-

зующих степень влияния ПВ «Цитри-Фай» и анализ математических моделей,

отражающих динамику изменения каждого показателя в зависимости пищевых

волокон позволили оптимизировать их количество, которое составляет 2,0 % от

массы ферментированных сливок с м.д.ж. 20 %.

3.7 Разработка биотехнологии мягкого творога, обогащенного

функциональными ингредиентами для производства на линии «Tewes Bis»

Для получения мягкого творога с м.д.ж. 5,0 % обезжиренный творог охла-

ждали до температуры (12,5±0,5) С и смешивали со сливками, обогащенными

пробиотическими культурами и пищевыми волокнами. Новый вид мягкого творо-

га, которому присвоили условное название «Чебаркульский» предложено произ-

водить по следующей блок-схеме (рисунок 3.18).

Апробация биотехнологии мягкого творога проводилась на ОАО «Чебар-

кульский молочный завод», было сделано три выработки на линии польской

фирмы Tewes Bis (производительность которой 7-8 т/сут). Апробацию техноло-

гического процесса мягкого творога проводилась следующим образом:

- заквашивание и сквашивание осуществлялось в котлах – творогоизготови-

телях (рисунок 3.19);

- творожный сгусток охлаждался до температуры (36±2) ºС и направлялся

на пресс непрерывного действия (рисунок. 3.20);

- после прессования творог охлаждался в шнековой мешалке до температу-

ры (12±3) С (рисунок 3.21) и сразу же поступал в бункер для смешивания

творога со сквашенными сливками и охлаждения (рисунок 3.22).

77

Рисунок 3.18 – Блок-схема производства мягкого творога «Чебаркульский»

Рисунок 3.19 – Заквашива-

ние и сквашивание осу-

ществляется в котлах – тво-

рогоизготовителях

Рисунок 3.20 – Творожный сгусток охлаждается

до температуры (36±2) С) и направляется на

пресс непрерывного действия

Входной контроль сырья и материалов

Молоко сырое ГОСТ 31449-2013, ГОСТ Р 52054-2003

(с изм. 1 и 2)

Закваска CH-N 22 По действующей утвержденной доку-

ментации Закваска BY-700

Закваска St-Body 3

Пищевые волокна «Citri-Fi 200 FG»

Переработка сырья

Подогрев молока-сырья t = (45±5) C

Сепарирование молока t = (45±5) C

Пастеризация обезжи-

ренного молока

Выдержка (томление)

92-95 C

(4,0±0,5) ч

Охлаждение молока t = (35±1) C

Внесение CaCl2 400 г на 1 т мо-

лока

Закваска CH-N 22 и

St-Body 3

1 : 1

t = 35 C

Свёртывание обезжи-

ренного молока t = 32-35 C

время (7,1±0,1) ч

Подогрев, обработка

сгустка, отделение сы-

воротки

t = (40±2) C

время 60-90 мин

Пастеризация сливок с

м.д.ж. 20 % t = (92±2) C

Гомогенизация сливок p = 10-15 МПа

Охлаждение сливок t = (37±1) C

Внесение ПВ и закваски t = (37±1) C

Ферментация 3,5-4,0 ч

Охлаждение t = (10±2) C

Смешивание обезжиренного творога и сливок с м.д.ж. 20 % t = (10±2) C

Время 15-20 мин

Фасовка и хранение мягкого творога t = (4±2) C

Обезжиренный творог

Сыворотка

78

Рисунок 3.21 – После прессования творог охла-

ждается в шнековой мешалке до температуры

(12±3) С и сразу же поступает в бункер

Рисунок 3.22 – Бункер для смешивания

творога со сквашенными сливками и охлаждения

Для выработки 1000 кг мягкого творога «Чебаркульский», использовали

769,23 кг творога обезжиренного, 230,77 сливок ферментированных с м.д.ж.

20 %. Готовый продукт прошёл испытания (протокол испытаний приведен в при-

ложении 6) на соответствие требованиям нормативной документации. Результаты

испытаний представлены в таблице 3.23.

Таблица 3.23 – Результаты испытаний мягкого творога «Чебаркульский»

Определяе-

мые показа-

тели

Еди-

ницы

изме-

ме-

рения

Результаты испы-

таний

Вели-

чина

допу-

стимого

уровня

НД на ме-

тоды иссле-

дований

Методика выпол-

нения измерений,

средства измере-

ний

1 2 3 4 5 6

Органолептические показатели: Вкус и запах - Чистые, кисломо-

лочные, с выра-

женным привкусом

пастеризации

СТО

00430456-

01-2017

Органолептиче-

ски

Внешний

вид и кон-

систенция

- Нежная, мягкая

творожная масса,

слегка мажущаяся

консистенция с

наличием легкой

крупитчатости

СТО

00430456-

01-2017

Органолептиче-

ски

79

Продолжение таблицы 3.23 1 2 3 4 5 6

Цвет - Цвет светло-

кремовый, кремо-

вый, равномерный

по всей массе

СТО

00430456-

01-2017

Органолептиче-

ски

Физико-химические показатели: Массовая

доля жира

% 5,0 5,0±0,2 ГОСТ 5867-

90

Аппаратура по

ГОСТ 5867-90.

Жиромер с ДИ от

0 до 40 % по

ГОСТ 23094-78

Кислотность °Т 205 175-230 ГОСТ Р

54669-11

Аппаратура по

ГОСТ Р 54669-

2001. Бюретка

вместимостью 25

см3, исп.1, кл. 2 с

ценой деления

шкалы 0,1 см3 по

ГОСТ 29251-91

Массовая

доля влаги

% 68,9 не бо-

лее 85

ГОСТ Р

54668-2011

Аппаратура и ре-

активы по ГОСТ

Р 54668-2011

Массовая

доля белка

% 21,1 не ме-

нее 16

ГОСТ

53951-2010

Аппаратура и ре-

активы по ГОСТ

53951-2010

Фосфатаза отсутствует отсут-

ствует

ГОСТ 3623-

2015

Аппаратура по

ГОСТ 3623-2015

Количество

ПВ

% 2,0 не ме-

нее 1,0

ГОСТ Р

54014-2010

Аппаратура по

ГОСТ Р 54014-

2010

Микробиологические показатели: БГКП (ко-

лиформы)

КОЕ/

см3

не обнаружено в

0,1 г

не до-

пуска-

ется в

0,01 г

ГОСТ

32901-2014,

ГОСТ Р

53430-2009

Аппаратура по

ГОСТ Р 53430-

2009

Молочно-

кислые

микроорга-

низмы

КОЕ/

см3

более 1,1∙106

не ме-

нее

1∙106

ГОСТ

10444.11-

2013

Аппаратура по

ГОСТ 10444.11-

2013

Плесени КОЕ/

см3

менее 1,0∙101

не бо-

лее 50

ГОСТ

10444.12-

2013

Аппаратура по

ГОСТ 10444.12-

2013

80

3.8 Исследование процесса хранения мягкого творога и определение

срока его годности

Основной проблемой, как отечественной, так и зарубежной пищевой про-

мышленности является поиск и разработка методов тестирования качества и без-

опасности продуктов питания, определение сроков их годности – это, особенно,

касается скоропортящихся продуктов. Предприятия молочной промышленности

расширяют ассортимент выпускаемых продуктов путём изменения их компо-

нентного состава, технологических параметров производства, упаковки и сроков

годности. При этом возникают, на первый взгляд противоречия [58, 127].

Г.-Дж. Э. Никас, Э. Панагу обсуждая эту проблему, отмечают, что потреби-

тель сегодня хочет приобретать пищевые продукты высокого органолептического

качества с улучшенными функциональными и питательными свойствами в соче-

тании с традиционным внешним видом и гарантированной безопасностью для

здоровья. Возрастает спрос на натуральные пищевые продукты с минимальной

технологической обработкой и без применения пищевых добавок. Одновременно

с этим потребитель стремится приобрести продукты по приемлемым ценам. Дру-

гими важными приоритетами для потребителя являются увеличенный срок год-

ности, а также упаковка, удобная для кулинарной обработки и потребления про-

дукта [58].

Для установления срока годности нового продукта – мягкого творога, обо-

гащенного функциональными ингредиентами учитывалось следующие понятие:

срок годности любого пищевого продукта, это период времени от его изготовле-

ния до реализации потребителю, при этом пищевой продукт должен быть ста-

бильным, сохранять все свойства и показатели, указанные в нормативной доку-

ментации. При определении срока годности мягкого творога в соответствии с

МУК 4.2.1847-04 [85] было определено желательное количество суток хранения с

учётом коэффициента резерва для скоропортящихся продуктов, в нашем случае –

81

это 1,3. Продукт хранился в постоянно контролируемых условиях холодильника

при температуре (4±2) С.

Результаты исследований основных нормируемых показателей приведены в

таблице 3.24. Желательный срок годности мягкого творога с м.д.ж. – 5 сут. при

температуре хранения (4±2) С.

Таблица 3.24 – Результаты определения соответствия нормируемых показа-

телей качества мягкого творога

Наименование

показателя

НД на мето-

ды испыта-

ний

Норма Результаты испытаний по срокам

1 сут 3 сут 5 сут 7 сут 10 сут

1 2 3 4 5 6 7 8

Физико-химические показатели

Массовая доля

жира, %

ГОСТ 5864-

90

не менее

5,0

5,0 5,0 5,0 5,0 5,0

Массовая доля

белка, %

ГОСТ

53951-2010

не менее

18,0

21,1 21,1 21,1 21,1 21,1

Кислотность, °Т ГОСТ Р

54669-2011

175-230 205 205 207 210 212

Температура, °С ГОСТ 3622 2-6 4 4 4 4 4

Фосфатаза ГОСТ Р

3623-2015

Отсутствует

Микробиологические показатели

БГКП (колифор-

мы) в массе про-

дукта (г) не до-

пускаются

ГОСТ

32901-2014

ГОСТ Р

53430-2009

Не до-

пускает-

ся в 0,1 г

Не об-

нару-

жено в

0,1 г

- Не об-

нару-

жено в

0,1 г

- Не об-

нару-

жено в

0,1 г

Плесени, КОЕ/г ГОСТ

10444.12-

2013

Не > 50 Не об-

нару-

жены

- Не об-

нару-

жены

- Не об-

нару-

жены

Количество би-

фидобактерий,

КОЕ/см3

МУК

4.2.999-00

Не < 106 6,7·10

7 - 4,0·10

7 - 2,2·10

7

Количество мо-

лочнокислых

бактерий,

КОЕ/см3

ГОСТ Р

56139-14.

МР 2.3.

2.2327-08

Не < 107 9,2·10

8 - 6,6·10

8 - 5,4·10

8

Токсичные элементы, мг/кг

Свинец ГОСТ Р

51301

не>0,15 <0,02

Соответствует норме Мышьяк ГОСТ Р

51962

не>0,15 <0,01

Кадмий ГОСТ Р

51301

не>0,06 <0,005

Ртуть ГОСТ 26927 не>0,015 <0,004

82

Продолжение таблицы 3.24

1 2 3 4 5 6 7 8

Пестициды, мг/кг (в пересчете на жир)

ГХЦГ ( α-, β-, γ-

изомеры)

ГОСТ 23452 не>0,55 <0,1 Соответствует норме

ДДТ и его метабо-

литы

ГОСТ 23452 не>0,33 <0,05

Показатели безопасности мягкого творога на конец испытаний приведены

в таблице 3.25.

Таблица 3.25 – Показатели испытаний безопасности мягкого творога на ко-

нец срока годности

Наименования

показателя

Норма Результат НД на методы ис-

пытаний

1 2 3 4

Токсичные элементы, мг/кг

Свинец не > 0,3 <0,02 ГОСТ Р 51301-99

Мышьяк не > 0,2 <0,04 ГОСТ Р 51962-

2002

Кадмий не > 0,1 < 0,005 ГОСТ Р 51301-99

Ртуть не > 0.02 <0,004 ГОСТ 26927-86

Микротоксины, мг/кг

Афлотоксин М1 не > 0,0005 < 0,0005 ГОСТ 30711-2001

Антибиотики, ед/г

Левомицетин не доп. не обн. МУ 08-47/086

Тетрациклиновая группа не доп. не обн. МУК 4.2.026-95

Стрептомицин не доп. не обн. МУК 4.2.026-95

Пенициллин не доп. не обн. МУК 4.2.026-95

Пестициды, мг/кг

ГХЦГ (α-, β-, γ- изомеры) не > 1,25 <0,004 ГОСТ 23452-79

ДДТ и его метаболиты не > 1,25 < 0,0025 ГОСТ 23452-79

Микробиологические показатели

Количество

Бифидобактерий, КОЕ/см3

не < 1·106 2,2·10

7 МУК 4.2.999-00

БГКП (колиформы) в массе

продукта (г/см3) не допуск.

0,1 не обн. ГОСТ 9225

Дрожжи, КОЕ/г не > 50 < 1·101 ГОСТ 1044444.12

Плесени, КОЕ/г не > 50 < 1·101 ГОСТ 1044444.12

83

Таким образом, результаты испытаний, представленные в таблицах 3.24 и

3.25, свидетельствуют о том, что качественные показатели нового продукта были

стабильны в течение всего срока годности – 5 суток, при температуре хранения

(4±2) С.

3.9 Определение пищевой, биологической и энергетической

ценности мягкого творога

Трудно переоценить значение качества пищевой продукции в обеспечении

здоровья человека, а так же совершенствования системы контроля качества и

безопасности продуктов, что особенно важно при разработке продуктов нового

поколения с заданным химическим составом и качественными характеристиками.

Под качеством пищевой продукции понимают совокупность показателей,

характеризующих:

- безопасность, т. е. отсутствие или содержание на минимальном уровне

химических и биологических загрязнителей, а также радионуклидов;

- пищевую ценность, которая выражается в оптимальном для данного вида

продукции содержании полезных для организма человека пищевых ве-

ществ (макро- и микронутриентов, биологически активных соединений);

- органолептические свойства, отражающие индивидуальность (специ-

фичность) данного вида пищевого продукта или особенности технологи-

ческого процесса его изготовления [144].

Учитывая вышеизложенное, в образцах опытных продуктов определялись

основные показатели, характеризующие из пищевую ценность, а также её состав-

ляющие элементы – биологическую и энергетическую ценность.

Контрольные исследования опытных продуктов проводились в научно-

исследовательской лаборатории НОЦ ФГБОУ ВО Кемеровский технологический

институт пищевой промышленности (университет) с использованием современ-

84

ного поверенного лабораторного оборудования и средств измерения (Протокол

представлен в приложении 5).

Результаты определения общего белка методом сжигания по Дюма на ана-

лизаторе Rapid N cube в сравнении с требованиями СТО 00430456-01-2017 и

справочных данных [130, 145] по продукту аналогу, произведённому по традици-

онной технологии – творог крестьянский с м.д.ж. 5 %, представлены в таблице

3.26.

Таблица 3.26 – Общее количество белка в мягком твороге «Чебаркульский»

Вид продукта Общее количество белка, %

Контроль – творог «Крестьянский»

с м.д.ж. 5,0 %

17,0±0,5

Опыт – мягкий творог «Чебаркульский»

с м.д.ж. 5,0 %

21,1±0,5

Для полной характеристики биологической ценности нового продукта

определяли массовую концентрацию аминокислот (мг/100 г продукта). Результа-

ты представлены в таблице 3.27.

Таблица 3.27 – Качественный и количественный состав аминокислот бел-

ков мягкого творога «Чебаркульский» (мг/100 г продукта)

Показатели Контроль – творог

«Крестьянский»

с м.д.ж. 5,0 %

Опыт – мягкий тво-

рог «Чебаркульский»

с м.д.ж. 5,0 %

1 2 3

Незаменимые аминокислоты,

всего (мг/100 г продукта)

6921

8400

в том числе

валин 968 1320

изолейцин 835 1276

лейцин 1551 1914

лизин 1220 1180

метионин 465 510

треонин 762 960

триптофан 198 170

фенилаланин 922 1070

85

Продолжение таблицы 3.27

1 2 3

Заменимые аминокислоты,

всего (мг/100 г продукта)

9729 12610

в том числе

аланин 437 800

аргинин 752 950

аспарагиновая кислота 981 1230

гистидин 521 570

глицин 260 510

глутаминовая кислота 3089 3910

пролин 1827 2150

серин 812 1000

тирозин 916 1080

цистин 124 410

Общее количество аминокис-

лот

16630 21010

Аминокислотный скор, характеризующий биологическую ценность кисло-

молочного продукта представлен в таблице 3.28.

Таблица 3.28 – Аминокислотный скор белков мягкого творога «Чебаркуль-

ский»

Аминокислоты Справочная шкала

ФАО/ВОЗ

Мягкий творог

А С А С

Изолейцин 40,0 100 79,00 198

Лейцин 70,0 100 96,00 137

Лизин 55,0 100 80,00 150

Метионин + цистин 35,0 100 60,00 170

Фенилаланин + тирозин 60,0 100 98,00 163

Треонин 40,0 100 43,60 109

Валин 50,0 100 60,00 120

Триптофан 10,0 100 11,01 110 Примечание: А – содержание незаменимых аминокислот, мг/г белка,

С – аминокислотный скор, % относительно справочной шкалы ФАО/ВОЗ

Анализ данных, представленных в таблице 3.28, позволяет сделать вывод

о том, что в продукте отсутствуют лимитирующие аминокислоты, т.е. продукт

относится к биологически полноценным молочным продуктам.

86

В новом продукте так же определены основные витамины и минеральные

вещества, необходимые для полной характеристики пищевой ценности продукта.

Данные, определенные экспериментальным путём приведены в таблицах 3.29 и

3.30 в сравнении со справочными данными по контролю – творогу «Крестьян-

скому» [130].

Таблица 3.29 – Качественный и количественный состав основных витами-

нов в мягком твороге «Чебаркульский»

Определяемый

параметр

Единица

измерения

Творог «Крестьян-

ский» с м.д.ж. 5,0 %

Мягкий творог «Чебар-

кульский» с м.д.ж. 5,0 %

Витамин D, мг/100 г 0,012 0,033±0,008

Витамин А, мг/100 г 0,028 0,051+0,010

Витамин Е мг/100 г 0,210 0,240±0,048

Витамин В1, мг/100 г 0,040 0,040+0,010

Витамин В2, мг/100 г 0,270 0,513±0,011

Таблица 3.30 – Массовая концентрация катионов минералов в мягком тво-

роге «Чебаркульский»

Определяемый

параметр

Единица

измерения

Творог «Крестьян-

ский» с м.д.ж. 5,0 %

Мягкий творог «Чебар-

кульский» с м.д.ж. 5,0 %

Массовая доля

фосфора

мг/100 г 224,0 223,5±6,9

Массовая доля

кальция

мг/100 г 164,0 170,0±10,5

Таблица 3.31 – Массовая доля основных химических элементов в мягком

твороге «Чебаркульский»

Определяемый

параметр

Единица

измерения

Творог «Крестьян-

ский» с м.д.ж. 5,0 %

Мягкий творог «Чебар-

кульский» с м.д.ж. 5,0 %

Массовая доля

железа

мг/кг 0,4 0,44±0,10

Массовая доля

магния

мг/100 г 23,0 21,00±6,00

87

Данные, характеризующие качественный и количественный состав основ-

ных витаминов и минералов позволяют считать, что новый продукт отличается

пищевой ценностью. Химический состав и энергетическая ценность мягкого тво-

рога «Чебаркульский» представлены в таблице 3.32.

Таблица 3.32 – Химический состав мягкого творога «Чебаркульский»

Объект

исследования

Массовая доля, %

сухие

вещества

в том числе

жир белки углеводы зола ПВ

Контроль 25,0±0,5 5,0±0,2 17,0±0,5 1,8±0,1 1,1±0,1 -

Опыт 32,0±0,5 5,0±0,2 21,1±0,5 3,0±0,1 1,0±0,1 2,0±0,2

Энергетическая ценность нового продукта составляет 131,4 ккал / 551,88 кДж.

Оценка продукта на соответствие ГОСТ Р 52349-2005 (изм. 1 и 2) Продукты

пищевые функциональные позволяет отнести мягкий творог «Чебаркульский» к

продуктам пищевым функциональным, обогащенным пробиотическими микро-

организмами и пищевыми волокнами.

88

Глава 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальные и аналитические исследования позволили определить

основные технологические параметры производства, компонентный состав мягко-

го творога, обогащенного функциональными ингредиентами, разработать норма-

тивную документацию для его производства СТО 00430456-01-2017.

4.1 Характеристика основных требований к химическому составу,

качеству и безопасности мягкого творога

Мягкий творог производится из цельного молока, путём его сепарирования,

раздельной пастеризацией сливок и обезжиренного молока с его длительной вы-

держкой (томлением), заквашиванием закваской, состоящей из молочнокислых

бактерий (Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. lactis,

Lactococcus lactis subsp. diacetylactis, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris),

Streptococcus thermophilus, хлористого кальция и смешиванием полученного

обезжиренного творога со сливками, ферментированными закваской, состоящей

из Bifidobacterium BB-12, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii

subsp. Bulgaricus, в присутствии пищевых волокон «Цитри-Фай».

Продукт содержит массовую долю жира 5,0 % и имеет потребительское

название творог мягкий «Чебаркульский». В перспективе ассортимент мягкого

творога может расширятся путём изменения м.д.ж. в продукте:

- мягкий творог с м.д.ж. 2,0 %;

89

- мягкий творог с м.д.ж. 7,0 %,

а так же за счёт использования антиоксидантных наполнителей – натураль-

ных ягод (брусника, клюква и др.) в сухом виде.

Качество и безопасность мягкого творога должна соответствовать требова-

ниям следующих документов:

- СТО 00430456-01-2017;

- ТР ТС 021/2011[142];

- ТР ТС 033/2013 [109].

Органолептические показатели нового продукта приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Органолептические показатели мягкого творога «Чебаркуль-

ский»

Наименование показателя Характеристика

Внешний вид и консистен-

ция

Нежная, однородная, слегка мажущаяся, с наличи-

ем или без ощутимых частиц молочного белка.

Вкус и запах Чистый, кисломолочный, с выраженным привку-

сом пастеризации

Цвет Цвет светло-кремовый, кремовый, равномерный по

всей массе

Физико-химические показатели мягкого творога «Чебаркульский» характе-

ризуются следующими данными (таблица 4.2)

Таблица 4.2 – Физико-химические показатели мягкого творога «Чебаркуль-

ский»

Наименование показателя Характеристика

Массовая доля жира, %, не менее 5,0

Массовая доля влаги, %, не более 85,0

Массовая доля белка, %, не менее 16,0

Кислотность, °Т 175-230

Фосфатаза отсутствует

Микробиологические показатели и показатели безопасности мягкого тво-

рога «Чебаркульский» приведены в таблицах 4.3 и 4.4.

90

Таблица 4.3 – Микробиологические показатели мягкого творога «Чебар-

кульский»

Показатель Норма для продукта

Масса продукта (г, см3), в которой не допускается

БГКП (колиформы)

S. aureus в 0,1 г продукта

патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы в

25,0 г продукта

0,01

0,01

25,0

Дрожжи, КОЕ/г не более

Плесени, КОЕ/г не более

-

-

Пробиотические микроорганизмы:

бифидобактерии, не менее 106

молочнокислые, не менее 107

1∙106

1∙107

Таблица 4.4 – Показатели безопасности мягкого творога «Чебаркульский»

Наименование показателя Допустимые

уровни

Примечание

\

Токсичные элементы, мг/кг, не более:

свинец 0,3

кадмий 0,1

мышьяк 0,2

ртуть 0,02

Микотоксины, мг/кг, не более: афлатоксин Ml 0,0005

Антибиотики:

левомицетин не допускается <0,0003

тетрациклиновая группа не допускается <0,01 ед/г

стрептомицин не допускается <0,2 ед/г

пенициллин не допускается <0,004 ед/г

Пестициды, мг/кг, не более:

гексахлорциклогексан (а, β, у-изомеры) 1,25 в пересчете на

жир

ДДТ и его метаболиты 1,0 в пересчете на

жир

Радионуклеиды*, Бк/кг, не более:

цезий-137

стронций-90

100 Бк/л

25 Бк/л

*Для определения соответствия пищевых продуктов критериям радиационной безопас-

ности используются показатель соответствия В, значение которого рассчитывают по результа-

там измерений удельной активности стронция-90 и цезия- 137 в пробе:

91

В = (А/Н)90

Sr + (А/Н)137

Cs, где А – измеренное значение удельной активности 90 Sr и

137 Cs в пищевом продукте (Бк/кг); Н – допустимый уровень удельной активности 90 Sr и 137

Cs в том же продукте (Бк/кг).

4.2 Основные аспекты биотехнологии мягкого творога

«Чебаркульский»

В технологии производства мягкого творога необходимо использовать сле-

дующие виды основного молочного и немолочного сырья в соответствии с дей-

ствующей, на эти виды сырья, нормативной документацией:

- молоко коровье сырое (ГОСТ 31449-2013, ГОСТ Р 52054-2003);

- молоко обезжиренное - сырьё (ГОСТ 31658-2012);

- сливки молочные - сырьё (ГОСТ 53435-2009);

- закваски CHN-22, St-Body 3, производство Chr. Hansen (Дания);

- закваска BY-700, производство Chr. Hansen (Дания);

- ПВ «Citri-Fi 200 FG» по действующей нормативной документации;

- кальций хлористый двуводный по ТУ 6-09-5077, ТУ 6-09-4711.

Технологический процесс производства мягкого творога «Чебаркульский»

осуществляется следующим образом:

- приемка и оценка качества молока сырого;

- подогрев до температур (45±5) С;

- очистка на сепараторе-молокоочистителе и бактофугирование;

- сепарирование очищенного молока сырого на сепараторе-

сливкоотделителе;

- пастеризация обезжиренного молока при температуре 92-95 С с выдержкой

(4,0±0,5) ч, при периодическом перемешивании;

- охлаждение пастеризованного обезжиренного молока до температуры

(35±1) С,

92

- внесение хлористого кальция (CaCl2) в количестве 400 г на 1000 кг обезжи-

ренного молока в виде водного раствора при перемешивании 5-10 мин;

- внесение закваски при температуре (35±1) С CHN-22 и St-Body 3 в соот-

ношении 1 : 1 при перемешивании в течение 12-20 мин;

- получение сгустка в течение (7,1±0,1) ч;

- разрезка, вымешивание, подогрев до температуры (40±2) С в течение (60-

90) мин;

- отделение сыворотки от молочно-белковой основы (обезжиренного творога);

- сливки с м.д.ж. (21±1) % пастеризуются при температуре (92±2) С, гомоге-

низируются при температуре 50-55 С и давлении 10-15 МПа;

- сливки пастеризованные и гомогенизированные охлаждаются до темпера-

туры (31±1) С;

- в сливках с м.д.ж. не < 20,0 % вносится закваска BY-700 и пищевые волокна

«Цитри-Фай» в количестве (4,2±0,2) % при перемешивании в течение 15-20

мин;

- ферментация сливок длится 3,5-4,0 ч, затем они охлаждаются при переме-

шивании до температуры (10±2) С;

- смешивание молочно-белковой основы (нежирного творога) и ферментиро-

ванных сливок в течение 15-20 мин;

- проверка качества мягкого творога, фасовка и реализация проводилась при

температуре (4±2) С.

Срок годности продукта 5 сут при холодильном хранении (4±2) С.

4.3 Расчёт экономических показателей производства мягкого творога

«Чебаркульский»

Для определения себестоимости нового продукта и его оптово-отпускной

цены – мягкого творога «Чебаркульский» использовали классическую методику

93

расчета, которая включает в себя рецептуру продукта и стоимость основного сы-

рья и материалов, которые в нее включены.

Для определения стоимости основного сырья и материалов использовали

следующую формулу:

Cco = Hpi+Bi+Ц,

где: Hpi – норма расхода i-того сырья на 1 тонну продукта;

Вi – выпуск продукции, в т;

Ц – цена сырья и основных материалов на 1 тонну продукции, руб.

В расчетах были использованы конкретные данные по определению себе-

стоимости и оптово-розничной цены контрольного образца – творога с м.д.ж. 5 %,

выпускаемого ОАО «Чебаркульский молочный завод».

В соответствии с разработанной технологией мягкого творога «Чебаркуль-

ский» – СТО 004-30456-01-2017, основные компоненты рецептуры – это творог

обезжиренный и сливки ферментированные.

Для расчета стоимости и оптовых цен творога обезжиренного и сливок

ферментированных использовались среднестатистические данные за 1-3 квартал

2017 г. Результаты представлены в таблицах 4.5 и 4.6.

Таблица 4.5 – Определение себестоимости 1000 кг творога обезжиренного

Наименование сырья

и материалов

Цена за 1

кг, руб

Контрольный образец Опытный продукт

расход, кг стоимость,

руб

расход,

кг

стоимость,

руб

Обезжиренное молоко

м.д.ж. 0,05 %

18,70 7143 133574,1 7143 133574,1

СаСl2 (безводной со-

ли)

32 2,857 91,424 2,857 91,424

Закваска CHN-22 2200 1 * 2200 0,5 * 1100

Закваска ST-Body 3 2400 - - 0,5 * 1200

ИТОГО 1000 135865,524 1000 135965,524

* Закваска в соответствии с НД поставщика, поступает в пакетах

94

Таблица 4.6 – Определения себестоимости 1000 кг сливок ферментирован-

ных

Наименование сы-

рья и материалов

Цена за 1

кг, руб

Контрольный образец Опытный продукт

расход, кг стоимость,

руб

расход,

кг

стоимость,

руб

Сливок м.д.ж. 20 % 89,54 1000 89540 980 87749,2

ПВ «Цитри-фай» 386,16 - - 20 7723,2

Закваска BY-700 950,00 - - 1 * 950

ИТОГО 1000 89540 1000 96422,4

* Закваска в соответствии с НД поставщика, поступает в пакетах

Для расчета стоимости мягкого творога, как себестоимости, так и одной фа-

совочной единицы (200 г) использовались среднестатистические данные за 1-3

квартал 2017 г. (таблица 4.7 и 4.8).

Таблица 4.7 – Результаты определения стоимости сырья и основных мате-

риалов для производства 1000 кг мягкого творога

Наименование сы-

рья и материалов

Контрольный образец Опытный продукт

цена за

1 кг,

руб

рас-

ход,

кг

стоимость,

руб

цена за

1 кг,

руб

расход,

кг

стоимость,

руб

Творог

обезжиренный

135,865 769,23 104 511,4 135,965 769,23 104588,36

Сливки

ферментированные

89,54 230,77 20663,15 96,422 230,77 22251,31

ИТОГО 1000 125174,55 1000 126839,67

Таблица 4.8 – Экономические показатели формирования себестоимости

мягкого творога «Чебаркульский»

Статьи расходов Сумма, руб/кг

контрольный образец опытный продукт

1 2 3

Основное сырье (творог обезжи-

ренный + сливки ферментиро-

ванные)

125,174 126,839

Амортизация 2,039 2,039

Заработная плата 2,436 2,436

Отчисления от заработной платы 0,740 0,740

95

Продолжение таблицы 4.8

1 2 3

ИТОГО прямых затрат 130,389 132,054

Энергоносители 1,945 2,050

Общепроизводственные

расходы

0,859 0,918

Общехозяйственные расходы 2,139 2,139

Внепроизводственные расходы 12,378 12,378

ИТОГО стоимость 17,321 17,485

переработки

Полная себестоимость 147,71 149,539

Рентабельность, % 15 15

Оптово-отпускная цена 1 кг (при

норме прибыли 15%)

169,867 171,970

Оптово-отпускная цена упаковки

(200г)

33,97 34,39

Анализ данных, полученных расчетным путем, и представленных в таблице

4.8 позволят рекомендовать новый продукт – мягкий творог «Чебаркульский» для

включения в «продуктовую корзину» массовому потребителю, так как его цена

соответствует возможностям «кармана» потребителей эконом-класса со средним

достатком.

4.4 Производственная апробация биотехнологии нового вида мягкого

творога

Производственная апробация биотехнологии мягкого творога проводилась

на ОАО «Чебаркульский молочный завод» в соответствии с утвержденной норма-

тивной документацией СТО 00430456-01-2017 и технологической инструкцией

(приложение 4). Протоколы, подтверждающие факты производственной апроба-

ции помещены в приложениях 7, 8. Протокол намерений о вводе в действие ново-

го продукта (приложение 9). Протоколы внедрения в образовательный процесс в

приложении 10.

96

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании экспериментально-аналитических исследований, математиче-

ской обработки полученных данных в исследовательской работе решены все

научные задачи, поставленные для достижения главной цели – разработка био-

технологии мягкого творога, обогащённого функциональными ингредиентами,

который рекомендуется, как для массового, так и для специализированного пита-

ния.

Также, по результатам работы сделаны следующие выводы:

1. На основании анализа научно-технической литературы и современного

состояния ассортимента традиционных кисломолочных продуктов, обоснованы

нормативные требования к новому продукту – мягкому творогу, обогащённому

функциональными ингредиентами: пищевыми волокнами и пробиотической мик-

рофлорой.

2. Для производства нового продукта выбран раздельный способ с кислот-

ным получением сгустка. При изучении влияния тепловой обработки обезжирен-

ного молока на качественные показатели молочно-белковой основы (обезжирен-

ного творога) установлены следующие параметры её производства: температура

пастеризации 92-95 С, выдержка 3,5-4,0 ч; закваска состоит из консорциума

культур CH-N 22 (Lactococcus lactis подвид cremoris; Lactococcus lactis подвид lac-

tis; Leuconostoc mesenteroides подвид cremoris; Lactococcus lactis подвид diacety-

lactis), St-Body 3 (Streptococcus thermophilus) в соотношении 1 : 1, температура

сквашивания (35±1) С, время получения сгустка (7,1±0,1) ч, время обработки

сгустка 60-90 мин.

3. Исследованы технологические свойства пищевых волокон в водной и мо-

лочной средах. Анализ кинетических кривых набухания ПВ «Цитри-Фай» позво-

97

лил рекомендовать для дальнейших исследований ПВ среднего помола, которые

при температурном режиме 30 С проявляли степень набухания (3,0±0,5) г и ак-

тивность воды (aw) 0,95.

4. Определены закономерности влияния ПВ «Цитри-Фай» на процесс фер-

ментации сливок с м.д.ж. 20 % закваской BY-700 (Lactobacillus delbrueckii subsp.

Bulgaricus, Bifidobacterium BB-12, Streptococcus thermophilus), совместная дея-

тельность которых позволила обеспечить 8,8∙108 КОЕ/см

3 молочнокислых культур

и 3,2∙107 КОЕ/см

3 бифидобактерий. Температура ферментации (37±1) С, время

3,5-4,0 ч.

5. Оптимизировано, на основе результатов комплексного анализа показате-

лей, характеризующих степень влияния ПВ «Цитри-Фай» и математических мо-

делей, отражающих динамику изменения каждого показателя, количество пище-

вых волокон, которое составляет 2,0 % от массы ферментированных сливок с

м.д.ж. 20 %.

6. Разработана биотехнология мягкого творога, обогащенного функцио-

нальными ингредиентами: пробиотическими молочнокислыми культурами в ко-

личестве не < 1∙107 КОЕ/г, бифидобактериями не < 1∙10

6 КОЕ/г и пищевыми во-

локнами, не < 4 г в 1 порции продукта (200 г).

7. Определены пищевая и биологическая ценность нового продукта: общее

количество аминокислот 21010 мг в 100 г продукта, в т.ч. 8400 мг незаменимых

аминокислот. Отсутствует лимитирующая аминокислота. Витаминный и мине-

ральный состав свидетельствует о пищевой ценности мягкого творога. Энергети-

ческая ценность его 131,4 ккал / 551,88 кДж. Срок годности мягкого творога 5 су-

ток при температуре хранения (4±2) С.

8. Разработана нормативная документация для реализации биотехнологии

мягкого творога в производственных условиях СТО 004 30456-01-2017. Проведе-

на промышленная апробация в условиях ОАО «Чебаркульский молочный завод» с

использованием линии Tewes Bis.

98

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абдуллаева, Л. В. Требования действующего законодательства к сырому

молоку / Л. В. Абдуллаева // Молоч. пром-сть. – 2017. – № 8. – С. 9-12.

2. Бегунова, А. В. Разработка питательной среды для культивирования кон-

сорциума пробиотических микроорганизмов / А. В. Бегунова, В. Ф. Семенихина,

И. В. Рожкова [и др.] // Молоч. пром-сть. – 2015. – № 12. – С. 44-45.

3. Бессонова, О. В. Исследование и разработка технологии низколактозного

творожного продукта для детей школьного возраста : автореф. дис. ... канд. техн.

наук : 05.18.04 / Бессонова Ольга Витальевна. – Кемерово, 2009. – 18 с.

4. Биотехнологии. Еда как источник здоровья // Глобальные технологиче-

ские тренды. Трендлеттер. – 2015. – № 15. http://issek.hse.ru/ trendletter.

5. Богунов, С. Ю. Моделирование и разработка технологии творожного

продукта : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.04 / Богунов Сергей Юрьевич.

– Воронеж, 2017. – 19 с.

6. Вальтер, Г. Ф. Исследование процесса коагуляции белков концентриро-

ванного молока и разработка технологии производства творожного продукта на

его основе : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.04 / Вальтер Геннадий Фри-

дрихович. – Кемерово, 2011. – 21 с.

7. Вальтер, Г.Ф. Технология творожных продуктов на основе концентриро-

ванного молока : монография / Г. Ф. Вальтер, Н. Б. Гаврилова. – Омск: Изд-во

«Полиснаб», 2011. – 116 с.

8. Воскобойников, Ю. Е. Регрессионный анализ данных в пакете MathCAD

/ Ю. Е. Воскобойников. – СПб. : Изд-во «Лань», 2011. – 224 с.

99

9. Гаврилова, Н. Б. Биотехнология лечебного, специального и профилакти-

ческого питания : учеб. пос. / Н. Б. Гаврилова, Е. А. Молибога. – Омск : ЛИТЕРА,

2014. – 196 с.

10. Гаврилова, Н. Б. Биотехнология комбинированных молочных продуктов

: монография / Н. Б. Гаврилова. – Омск, 2004. – 224 с.

11. Гаврилова, Н. Б. Использование иммобилизованных культур пробиоти-

ческих микроорганизмов в производстве творожного продукта / Н. Б. Гаврилова,

Н. Л. Чернопольская, Ю. П. Вотинцев // Вестник алтайской науки. – 2015. – № 1.

– С. 345-348.

12. Гаврилова, Н. Б. Производство молочных продуктов по мембранным

технологиям / Н. Б. Гаврилова, М. А. Игнатьев, Д. В. Мирончиков // Молоч. пром-

сть. – 2008. – № 11. – С. 66-67.

13. Гаврилова, Н. Б. Современные аспекты технологии молочных и моло-

косодержащих продуктов с пролонгированными сроками хранения : моногра-

фия / Н. Б. Гаврилова, Е. Н. Вокорина, Н. П. Жданеева [и др.]. – Омск : Вариант-

Омск, 2007. – 180 с.

14. Гаврилова, Н. Б. Творожный продукт с пониженным содержанием лак-

тозы для детей школьного возраста / Н.Б. Гаврилова, О.В. Бессонова // Молоч.

пром-сть. – 2009. – № 7. – С. 55-56.

15. Гаврилова, Н. Б. Технология молока и молочных продуктов: традиции и

инновации : учебник / Н. Б. Гаврилова, М. П. Щетинин. – М. : КолосС, 2012. –

544 с.

16. Гаврилова, Н. Б. Технология творожного десертного продукта (пудинга)

с применением ультрафильтрации / Н. Б. Гаврилова, Ю. П. Вотинцев // Молоч.

пром-сть. – 2016. – № 5. – С. 64-65.

17. Галкина, С. Л. Исследование и разработка технологии творожно-

крупяного биопродукта : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.04 / Галкина

Светлана Леонидовна. – Кемерово, 2012. – 20 с.

18. Ганина, В. И. Пробиотики. Назначение, свойства и основы биотехноло-

гии : монография / В. И. Ганина. – М. : МГУПБ, 2001. – 169 с.

100

19. Гастроэнтерология. Синдром дисбактериоза кишечника. Режим доступа:

http://www.medicinform.net/gastro/gastro_ pop22.htm, свободный.

20. Горлов, И. Ф. Использование растительных добавок в производстве

мясных и молочных продуктов / И. Ф. Горлов, Н. И. Мамонтов, Т. Б. Чеприсова //

Хранение и переработка сельхозсырья. – 1996. – № 2. – С. 34-35.

21. ГОСТ 31449-2013. Молоко коровье сырое. Технические условия. – М. :

Стандартинформ, 2013. – 8 с.

22. ГОСТ 10444.11-89. Продукты пищевые. Методы определения молочно-

кислых микроорганизмов. – М. : Изд-во стандартов, 1990. – 18 с.

23. ГОСТ 23327-98. Молоко и молочные продукты. Метод измерения мас-

совой доли общего азота по Кьельдалю и определение массовой доли белка. – М. :

Стандартинформ, 2009. – 10 с.

24. ГОСТ 26809.1-2014. Молоко и молочная продукция. Правила приемки,

методы отбора и подготовка проб к анализу. Часть 1. – М. : Стандартинформ,

2015. – 11 с.

25. ГОСТ 27930-88 Молоко и молочные продукты. Биокалориметрический

метод определения общего количества бактерий. – М. : Изд-во стандартов, 1990.

– 4 с.

26. ГОСТ 28283-2015. Молоко коровье. Метод органолептической оценки

запаха и вкуса. – М. : Стандартинформ, 2015. – 8 с.

27. ГОСТ 32901-2014. Молоко и продукты, переработки молока. Методы

микробиологического анализа. – М. : Стандартинформ, 2015. – 27 с.

28. ГОСТ 3624-92. Молоко и молочные продукты. Титриметрические мето-

ды определения кислотности. – М. : Изд-во стандартов, 2001. – 10 с.

29. ГОСТ 5867-90. Молоко и молочные продукты. Методы определения жи-

ра. – М. : Стандартинформ, 2009. – 14 с.

30. ГОСТ 7047-55. Витамины А, С, Д, В1, В2 и РР. Отбор проб, методы

определения витаминов и испытания качества витаминных препаратов. – М. :

Изд-во стандартов, 1994. – 49 с.

101

31. ГОСТ Р 52054-2003. Молоко натуральное коровье - сырье. – М. : Стан-

дартинформ, 2008. – 6 с.

32. ГОСТ Р 52349-2005. Продукты пищевые. Продукты пищевые функцио-

нальные. Термины и определения. Изменение № 1. – М. : Стандартинформ, 2006.

– 12 с.

33. ГОСТ Р 53430-2009. Молоко и продукты переработки молока. Методы

микробиологического анализа. – М. : Стандартинформ, 2010. – 16 с.

34. ГОСТ Р 54060-2010. «Продукты пищевые функциональные. Идентифи-

кация. Общие положения». – М. : Стандартинформ, 2011. – 8 с.

35. ГОСТ Р 54669-2011. Молоко и продукты переработки молока. Методы

определения кислотности. – М. : Стандартинформ, 2012. – 10 с.

36. ГОСТ Р 55577-2013. «Продукты пищевые, продукты пищевые функцио-

нальные. Информация об отличительных признаках и эффективности». – М. :

Стандартинформ, 2014. – 16 с.

37. ГОСТ Р ИСО 2446-2011. Молоко. Метод определения содержания жира.

– М. : Стандартинформ, 2012. – 16 с.

38. Грачев, Ю. П. Математические методы планирования экспериментов

/ Ю. П. Грачев. – М., 1979. – 200 с.

39. Грунская, В. А. Повышение качества творога / В. А. Грунская, Р. Г. Ка-

римов, М. П. Васильева // Молоч. пром-сть. – 2012. – № 7. – С. 30.

40. Губина, И. В. «Цитри-Фай» – новый компонент продуктов функцио-

нального назначения / И. В. Губина // Молоч. пром-сть. – 2013. – № 3. – С. 63.

41. Губина, И. В. Пищевые волокна «Цитри-Фай» в производстве плавленых

сыров / И. В. Губина // Сыроделие и маслоделие. – 2014. – № 3. – С. 36.

42. Гуща, Ю.М. Технологии предварительного концентрирования молока в

производстве творога / Ю. М. Гуща, Н. А. Гусарова // Молоч. пром-сть. – 2017. –

№ 8. – С. 30-31.

43. Данилова, Н. В. Биотехнология и товароведные признаки молочных и

молокосодержащих продуктов для геродиетического питания: состояние и пер-

102

спективы развития : монография / Н. В. Данилова, Н. Б. Гаврилова. – Омск : Изд.

Омского института (филиала) РГТЭУ, 2011. – 231 с.

44. Доронин, А. Ф. Функциональное питание / А. Ф. Доронин, Б. А. Шенде-

ров. – М. : ГРАНТЪ, 2002. – 296 с.

45. Доронин, А. Ф. Комбинированные напитки на соевой основе / А. Ф. До-

ронин, Н. П. Соболева, Т. А. Пахомова // Пищевая пром-сть. – 2011. – № 8. – С.

32-33.

46. Дренов, А. Н. Производство творога на мембранных установках: каче-

ственно и рентабельно / А. Н. Дренов, В. А. Лялин // Молоч. пром-сть. – 2013.

– № 1. – С. 42.

47. Дудкин, М. С. Обогащение продуктов питания пищевыми волокнами /

М. С. Дудкин, Н. К. Черно, И. С. Казанская [и др.] // Синтез и применение пище-

вых добавок : тез. докл. Всесоюз. совещания. – Могилев, – 1985. – С. 265.

48. Дунченко, Н. И. Структурированные молочные продукты : монография

/ Н. И. Дунченко. – Москва-Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2002. – 164 с.

49. Еда как источник здоровья // Глобальные технологические тренды.

Трендлеттер. – 2015. – № 15. http://issek.hse.ru/ trendletter.

50. Елизарова, В. В. Закваски для творога / В. В. Елизарова, О. В. Толстых //

Молоч. пром-сть. – 2002. – № 7. – С. 25.

51. Ефимочкина, Н. Р. Наиболее значимые виды микроорганизмов молока и

молочной продукции / Н. Р. Ефимочкина // Молоч. пром-сть. – 2016. – № 10. – С.

43-48.

52. Зобкова, З. С. Инновации в технологиях творога и йогурта / З. С. Зобко-

ва, Д. В. Харитонов // Молоч. пром-сть. – 2015. – № 10. – С. 46.

53. Зобкова, З. С. Производство и пути повышения качества творога / З. С.

Зобкова, С. А. Щербакова // Молоч. пром-сть. – 2006. – № 7. – С. 47-49.

54. Ильина, А. М. Повышение биологической ценности творога / [и др.] //

Молоч. пром-сть. – 2011. –№ 4. – С. 74-75.

55. Калинина, Л. В. Технология цельномолочных продуктов : учеб. пособие

/ Л. В. Калинина, В. И. Ганина, Н. И. Дунченко. – СПб. : ГИОРД, 2008. – 248 с.

103

56. Каня, И. П. Исследование и разработка технологии композиционного

творожного продукта : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.04 / Каня Ирина

Петровна. – Кемерово, 2003. – 16 с.

57. Карычева, О. В. ХМТ и ХТQ – новые концепции для производства тво-

рога / О. В. Карычева // Молоч. пром-сть. – 2010. – № 4. – С. 54-55.

58. Килкаст, Д. Стабильность и срок годности. Молочные продукты / Д.

Килкаст, П. Субраманиам (ред.-сост.). – Пер. с англ. под науч. ред. к.т.н. Ю. Г. Ба-

зарновой. – СПб. : ИД «Профессия», 2013. – 376 с.

59. Кирьянов, Д. В. MathCAD-14 / Д. В. Кирьянов. – СПб : БХВ-Петербург,

2007. – 680 с.

60. Клопова, А. В. Разработка технологии творожных продуктов, обогащен-

ных пребиотиками животного и растительного происхождения : автореф. дис. ...

канд. техн. наук : 05.18.04 / Клопова Анна Валерьевна. – Ставрополь, 2009. – 25 с.

61. Конева, Д. А. Разработка технологии творожных продуктов с пробиоти-

ческими свойствами : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.04 / Конева Дарья

Андреевна. – Вологда-Молочное, 2017. – 24 с.

62. Короткая, Е. В. Криоконсервирование бактериальных препаратов мо-

лочной промышленности : монография / Е. В. Короткая, А. Ю. Просеков. – Кеме-

рово, 2010. – 160 с.

63. Красильникова, Е. А. Выбор оптимальных технологических параметров

производства творожного продукта / Е. А. Красильникова, И. М. Бурыкина //

Успехи современного естествознания. – 2005. – № 9. – С. 76-77.

64. Красникова, Л. В. Микробиология молока и молочных продуктов / Л. В.

Красникова, П. И. Гунькова. – СПб. : СПбГУНиПТ, 2006. – 63 с.

65. Крумликов, В. Ю. Исследование и разработка технологии получения

симбиотической закваски на основе лактобактерий, выделенных из национальных

кисломолочных продуктов : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.04 / Крумли-

ков Владислав Юрьевич. – Кемерово, 2017. – 18.

66. Крусь, Г. Н. Методы исследования молока и молочных продуктов / Г. Н.

Крусь, А. М. Шалыгин, З. В. Волокита. – М., 2000. – 368 с.

104

67. Крусь, Г. Н. Технология молока и молочных продуктов / Г. Н. Крусь, А.

Г. Храмцов, 3. В. Волокитина [и др.]; Под ред. А.М. Шалыгиной. – М. : КолосС,

2004. – 455 с.

68. Кузнецова, И. М. Разработка концентрата симбиотической закваски для

хлебопекарного производства : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.04 / Куз-

нецова Ирина Михайловна. – Улан-Удэ, 2005. – 18 с.

69. Липатов, Н. Н. Предпосылки компьютерного проектирования продуктов

питания с задаваемой пищевой ценностью / Н. Н. Липатов // Хранение и перера-

ботка сельхозсырья. – 1995. – № 3. – С. 4-9.

70. Липатов, Н. Н. Производство творога. Теория и практика / Н. Н. Липа-

тов. – М.: Пищевая пром-сть, 1973. – 272 с.

71. Лисин, П. А. Компьютерные технологии в рецептурных расчетах молоч-

ных продуктов / П. А. Лисин. – М. : ДеЛи принт, 2007. – 102 с.

72. Лисин, П. А. Компьютерное моделирование производственных процес-

сов в пищевой промышленности : учеб. пособие / П. А. Лисин. – СПб. : Лань,

2016. – 256 с.

73. Лялин, В. А. Производство творога: новые технологии / В. А. Лялин, А.

В. Федотов // Молоч. пром-сть. – 2009. –№ 10. – С. 45.

74. Мазеева, И. А. Теоретические аспекты создания функциональных мо-

лочных белковых продуктов с использованием нетрадиционных коагулянтов :

монография / И. А. Мазеева. – Кемерово, 2014. – 141 с.

75. Майоров, А. А. Математическое моделирование биотехнологических

процессов производства сыров / А. А. Майоров. – Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 1999.

– 210 с.

76. Максимюк, В. А. Исследование и разработка технологии творожного

продукта с использованием функциональных компонентов : автореф. дис. ... канд.

техн. наук : 05.18.04 / Максимюк Вера Александровна. – Кемерово, 2011. – 22 с.

77. Математическое и компьютерное моделирование в биологии / С. Е.

Дромашко. – Минск : Изд-во ИПНК, 2009. – 65 с.

105

78. Методика М 04-38-2004. Методика выполнения измерений массовой до-

ли аминокислот в пробах комбикормов и сырья для их производства методом ка-

пиллярного электрофореза с использованием системы капиллярного электрофоре-

за «Капель». Свид-во № 224.04.05.056/2004.

79. Методические рекомендации МР 2.3.1.2432-08. Рациональное питание.

Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для раз-

личных групп населения РФ. Утверждены Роспотребнадзором 18.12.2008 г.

80. Мидлтон, М. Р. Анализ статистических данных с использованием

Microsoft Excel для Office XP / М. Р. Мидлтон. – М. : БИНОМ. Лаборатория зна-

ния, 2005. – 296 с.

81. Мирончиков, Д. В. Исследование и разработка технологии творожного

продукта для питания детей школьного возраста : автореф. дис. ... канд. техн. наук

: 05.18.04 / Мирончиков Дмитрий Владимирович. – Кемерово, 2009. – 21 с.

82. Митыпова, Н. В. Разработка технологии концентрированной закваски на

основе симбиоза пробиотических бактерий : автореф. дис. ... канд. техн. наук :

05.18.04 / Митыпова Наталья Васильевна. – Улан-Удэ, 2007. – 21 с.

83. Молибога, Е. А. Научно-практические основы комплексной технологии

плавленых сыров и сырных продуктов : монография / Е. А. Молибога, Н. Б. Гав-

рилова. – Омск : Изд-во «ЛИТЕРА», 2014. – 398 с.

84. Мохно, Г. Н. Влияние тепловой обработки молока на выход творога / Г.

Н. Мохно // Молоч. пром-сть. – 2004. – № 7. – С.40-41.

85. МУК 4.2.1847-04. Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования

сроков годности и условий хранения пищевых продуктов : метод. указания. Дата

введения: 20 июня 2004 г. – М. : Медиа Сервис, 2012. – 18 с.

86. МУК 4.2.999-00. Определение количества бифидобактерий в кисломо-

лочных продуктах (утв. главным государственным санитарным врачом РФ

08.11.2000). – М., 2000. – 16 с.

87. Муруев, И. Е. Разработка технологии пробиотического бактериального

концентрата : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.04 / Муруев Игорь Евгенье-

вич. – Улан-Удэ, 2005. – 19 с.

106

88. Научные основы технологии функционального питания. Ч. 2. – НГТУ;

сост. Т. Н. Соколова [и др.]. – Н. Новгород, 2015. – 20 с.

89. Нечаев, А. П. Пищевая химия : учебник для вузов / А. П. Нечаев, С. Е.

Траубергер [и др.]. – СПб., 2003. – 640 с.

90. Остроумов, Л. А. Исследование и разработка методологии создания

многокомпонентных пищевых продуктов на молочной основе с использованием

компьютерного моделирования / Л. А. Остроумов, Л. М. Захарова, И. А. Смирно-

ва // Технология и техника пищевых производств. – 2004. – № 3. – С. 115-118.

91. Охорзин, В. А. Прикладная математика в системе MathCAD / В. А.

Охорзин. – СПб. : Изд-во «Лань», 2008. – 352 с.

92. Пасько, О. В. Научное и практическое обоснование технологии фермен-

тированных молочных и молокосодержащих продуктов на основе биотехнологи-

ческих систем : монография / О. В. Пасько, Н. Б. Гаврилова. – Омск : Изд-во Ом-

ЭИ, 2009. – 256 с.

93. Пат. 2277340 Российская Федерация, МПК А23С 19/076 (2006.011) ;

Способ производства мягкого творога «Сюзмя» / Мингазов Вагиз Василович ; за-

явитель и патентообладатель ОАО «Татарстан сэтэ». – № 2004125820/13 ; заявл.

19.08.2004 ; опубл. 10.06.2006, Бюл. № 16.

94. Пат. 2170518 Российская Федерация, МПК A23C 23/00 (2000.01) ; Тво-

рожный десерт / Дунченко Н. И., Агарков В. А., Микляшевски Петр [и др.] ; за-

явитель и патентообладатель Московский государственный университет приклад-

ной биотехнологии. – № 2000102808/13 ; заявл. 08.02.2000 ; опубл. 20.07.2001,

Бюл. № 20.

95. Пат. 2214717 Российская Федерация, МПК A23C 23/00 (2000.01) ; Спо-

соб производства творожного десерта / Полянский К. К., Глаголева Л. Э., Смоль-

ский Г. М. [и др.] ; заявитель и патентообладатель ГОУ Воронежская государ-

ственная технологическая академия. – № 2002110631/13 ; заявл. 19.04.2002 ;

опубл. 27.10.2003, Бюл. № 30.

96. Пат. 2228055 Российская Федерация, МПК7

A23C23/00. Творожный де-

серт / Артёмова Е. Н., Анпилогова Н. И. ; заявитель и патентообладатель Орлов-

107

ский государственный технический университет. – № 2002114398/ 132002114

398/13 ; заявл. 31.05.2002 ; опубл. 10.05.2004, Бюл. № 8.

97. Пат. 2353095 Российская Федерация, МПК А23С 23/00 (2006.01) ; Ком-

позиция для получения пастообразного творожного продукта / Шадрин М. А.,

Гаврилова Н. Б., Пасько О. В. ; заявитель и патентообладатель АНО «Омский эко-

номический ин-т», ФГОУ ВПО «Омский гос. аграр. ун-т», – № 2005129372/13 ;

заявл. 20.09.2005; опубл. 27.04.2009, Бюл. № 12.

98. Пат. 2390155 Российская Федерация, МПК A23C 23/00 (2006.01) ; Спо-

соб производства пасты творожной / Бессонова О. В., Гаврилова Н.Б. ; заявитель и

патентообладатель ФГБОУ ВПО «Омский гос. аграрный ун-т им. П.А. Столыпи-

на». – № 2008104441/13 ; заявл. 05.02.2008 ; опубл. 10.08.2009, Бюл. № 15.

99. Пат. 2437546 РФ, А32С023/00. Композиция для получения сливочно-

белкового продукта / Гаврилова Н. Б., Шарапова Е. В. ; заявитель и патентообла-

датель ФГБОУ ВПО «Омский гос. аграр. ун-т», – № 2009149471/10 ; заявл.

29.12.2009; опубл. 27.12.2011. Бюл. № 36.

100. Пат. 2438339 РФ, A23C23/00. Пудинг творожный профилактический /

Иванова Т. Н., Евдокимова О. В., Гриминова Е. Б. ; заявитель и патентообладатель

«Орловский гос. техн. ун-т» (ОрелГТУ). – № 2010131398 ; заявл. 23.07.2010 ;

опубл.10.01.2012.

101. Пат. 2541763 Российская Федерация, МПК А23С 23/00 (2006.01) ; Спо-

соб получения молочных продуктов / Кольтюгина О. В., Азолкина Л. Н., Мель-

никова О. А. [и др.] ; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Алтайский гос-

ударственный технический университет им. И.И. Ползунова» (АлтГТУ), – №

2013137336/10 ; заявл. 08.08.2013; опубл. 20.02.2015, Бюл. № 5.

102. Пат. 2543153 Российская Федерация, МПК A23C23/00 (2006.01) ; Пу-

динг творожный / Гаврилова Н.Б., Чернопольская Н.Л., Вотинцев Ю. П. ; заяви-

тель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Омский гос. аграрный ун-т им. П.А.

Столыпина». – № 2013134799/10 ; заявл. 23.07.2013 ; опубл. 27.02.2015, Бюл. № 3.

108

103. Пензина, О. В. Исследование и разработка технологии творожного

биопродукта с пшеничными отрубями : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.04

/ Пензина Оксана Валерьевна. – Омск, 2014. – 19 с.

104. Петыш, Яна. Молочные белки в традиционной рецептуре: замещение

запрещенного сырья и обогащение продуктов / Яна Петыш // Переработка молока.

– 2014. – № 10. – С. 24-27.

105. Пилат, Т. Л. Биологически активные добавки к пище (теория, произ-

водство, применение) / Т. Л. Пилат, А. А. Иванов. – М. : Авваллон, 2002. – 710 с.

106. Полянская, И. С. Как работают молочнокислые микроорганизмы / И. С.

Полянская, О. И. Топал, В. Ф. Семенихина // Молоч. пром-сть. – 2014. – № 12. –

С. 52-53.

107. Полянская, И. С. Классификация функциональных пищевых продуктов

на молочной основе / И. С. Полянская, В. Ф. Семенихина // Молоч. пром-сть. –

2017. – № 2. – С. 56-58.

108. Пономарёв, А. Н. Пищевые волокна в производстве обогащенного тво-

рога / А. Н. Пономарёв, Е. И. Мельникова, Е. С. Скрыльникова [и др.] // Молоч.

пром-сть. – 2013. – № 8. – С. 45-46.

109. Постановление Правительство Российской Федерации от 25 августа

2017 г. № 996 об утверждении «Федеральной научно-технической программы

развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы».

110. Приказ Министерства здравоохранения РФ от 19 августа 2016 г. № 614

«Об утверждении Рекомендаций по рациональным нормам потребления пищевых

продуктов, отвечающих современным требованиям здорового питания».

111. Продовольственная независимость России: В 2 т. Т. 1. / А.В. Гордеев [и

др.]. – М. : Технология ЦД, 2016. – 560 с.

112. Продовольственная независимость России: В 2 т. Т. 1. / А.В. Гордеев [и

др.]. – М.: Технология ЦД, 2016. – С. 16.

113. Протопопов, И. И. Компьютерное моделирование биотехнологических

систем : учеб. пособие / И. И. Протопопов, Ф. Ф. Пащенко. – M. : МГУПБ, 2003.

Ч. I. – 116 с.

109

114. Протопопов, И. И. Компьютерное моделирование биотехнологических

систем : учеб. пособие / И. И. Протопопов, Ф. Ф. Пащенко, И.С. Дургарян. – M. :

МГУПБ, 2004. Ч. II. – 68 с.

115. Ребезов, М. Б. Новые творожные изделия с функциональными свой-

ствами [Текст] : монография / М. Б. Ребезов [и др.]. – Челябинск : Издат. центр

ЮУрГУ, 2011. – 93 с.

116. Решетник, В. И. Влияние функционально-технологических свойств

зернового компонента на качественные показатели / В. И. Решетник, В. А. Мак-

симюк, Е. А. Уточкина // Техника и технология пищевых производств. – 2013.

– № 4. – С. 74-77

117. Рогов, И. А. Синбиотики в технологии продуктов питания / И. А. Рогов,

Е. И. Титов, В. И. Ганина [и др.], – М. : МГУПБ, 2006. – 218 с.

118. Самсонова, М. А. Концепция сбалансированного питания и ее значение

в изучении механизмов лечебного действия пищи / М. А. Самсонова // Вопросы

питания. – 2001. – № 5. – С. 3-9.

119. СанПиН 2.3.2.2804-10 «Дополнения и изменения № 22 к СанПиН

2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пи-

щевых продуктов».

120. Свириденко, Г. М. Бактериальные концентраты: способы применения

при производстве ферментированных молочных продуктов / Г. М. Свириденко //

Молоч. пром-сть. – 2015. – № 6. – С. 25-28.

121. Семенихина, В. Ф. Антагонистическая активность пробиотических

культур / В. Ф. Семенихина, И. В. Рожкова, А. В. Бегунова [и др.] // Молоч. пром-

сть. – 2016. – № 10. – С. 51.

122. Смирнова, И. А. Использование коагулянтов в производстве творож-

ных продуктов / И. А. Смирнова, И. А. Мазеева // Пищевые инновации и биотех-

нологии: материалы междунар. науч. конф. – Кемерово, 2014. – Т. 1. – С. 178-180.

123. Смирнова, И. А. Исторические предпосылки производства творожных

продуктов / И. А. Смирнова, И. А. Мазеева // Пищевые инновации и биотехноло-

гии: материалы междунар. науч. конф. – Кемерово, 2014. – Т. 1. – С. 181-183.

110

124. Сорокина, Н. П. Способы применения бактериальных заквасок и кон-

центратов / Н. П. Сорокина, Е. В. Кураева // Сыроделие и маслоделие. – 2015. –

№ 3. – С. 31-32.

125. Сорокина, Н. П. Бактериальные закваски для производства творога / Н.

П. Сорокина, Е. В. Кураева, И. В. Кучеренко // Молоч. пром-сть. – 2016. – № 2. –

С. 36-38.

126. Спиричев, В. Б. Обогащение пищевых продуктов витаминами и мине-

ральными веществами. Наука и технология / В. Б. Спиричев, Л. Н. Шатнюк, В. М.

Позняковский; под общ. ред. В. Б. Спиричева. – Новосибирск : Сиб. унив. изд-во,

2004. – 548 с.

127. Срок годности пищевых продуктов: Расчет и испытание / Под ред. Р.

Стеле; пер. с англ. В. Широкова под общ. ред. Ю. Г. Базарновой. – СПб. : Профес-

сия, 2006. – 480 с.

128. Степаненко, П. П. Микробиология молока и молочных продуктов / П.

П. Степаненко. – М., 1999. – 415 с.

129. Степаненко, П. П. Руководство к лабораторным занятиям по микробио-

логия молока и молочных продуктов / П. П. Степаненко. – М., 2005. – 653 с.

130. Степанова, Л. И. Справочник технолога молочного производства. Тех-

нология и рецептуры / Л. И. Степанова. Т. 1. Цельномолочные продукты. – СПб :

ГИОРД, 1999. – 384 с.

131. Стоянова, Л. Г. Антимикробные метаболиты молочнокислых бактерий:

разнообразие и свойства (обзор) / Л. Г. Стоянова, Е. А. Устюгова, А. Н. Нетрусов

// Прикладная биохимия и микробиология. – 2012. Т. 48. – № 3. – С. 644-650.

132. Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Фе-

дерации до 2030 года (Распоряжение Правительства РФ от 29.06.2016. № 1364-р.

133. Тёпел, А. Химия и физика молока / А. Тепел. – СПб. : Профессия, 2012.

– 832 с.

134. Теплов, В. И. Функциональные продукты питания : учеб. пособие / В.

И. Теплов, Н. М. Белецкая, Л.А. Догаева [и др.]. – М. : А-Приор, 2008. – 240 с.

111

135. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности молока и

молочных продукции» (ТР ТС 033/2013) с приложениями. Принят Решением Со-

вета Евразийской экономической комиссии от 9.10.2013 г. № 67. – 107 с.

136. Технология молока и молочных продуктов / Г. В. Твердохлеб, З. Х. Ди-

ланян, Л. В. Чекулаева, Г. Г. Шилер. – М. : Агропромиздат, 1991. – 463 с.

137. Тихомирова, Н. А. Специализированная пищевая продукция: качество

и безопасность / Н. А. Тихомирова // Молоч. пром-сть. – 2017. – № 6. – С. 38-42.

138. Тихомирова, Н. А. Технология продуктов лечебно-профилактического

питания : учеб. пособие / Н. А. Тихомирова. – М. : МГУПБ, 2001. – 242 с.

139. Тихомирова, Н. А. Технология продуктов функционального питания.

Издание 2-е. / Н. А. Тихомирова. – М. : ООО Франтера, 2007. – 246 с.

140. Топникова, Е. В. Научные и практические аспекты производства про-

дуктов маслоделия пониженной жирности : дис. ... д-ра техн. наук : 05.18.04 /

Топникова Елена Васильевна. – Кемерово, 2017. – 487 с.

141. Топникова, Е. В. Продукты маслоделия: аспекты обеспечения качества

: монография / Е. В. Топникова. – М. : Изд-во Россельхозакадемии, 2012. – 267 с.

142. ТР ТС «О безопасности пищевой продукции» (ТР ТС - 021-2011),

утвержденный решением комиссии таможенного союза № 880 от 9 декабря 2011

г.

143. Тумурова, С. М. Разработка технологии бактериального концентрата

пропионовокислых бактерий : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.04 / Туму-

рова Софья Мункуевна. – Улан-Удэ, 2004.– 21 с.

144. Тутельян, В. А. Безопасность пищевых продуктов – приоритет иннова-

ционного развития АПК и формирования у населения здорового типа питания / В.

А. Тутельян, А. К. Батурин // Продовольственная независимость России. Том 1 /

Под ред. академика РАН А. В. Гордеева. – ООО «Технология ЦД», – М., 2016. –

С. 113-144.

145. Тутельян, В. А. Химический состав и калорийность российских про-

дуктов питания : справочник / В. А. Тутельян. – М. : ДеЛи плюс, 2012. – 284 с.

112

146. Тютикова, Н. Производство творога: делимся опытом и знаниями / Н.

Тютикова // Молоч. пром-сть. – 2016. – № 7. – С. 41-43.

147. Указ Президента РФ от 01 декабря 2016 г. № 642 «О Стратегии научно-

технологического развития Российской Федерации»

148. Указ Президента РФ от 30 января 2010 г. № 120 «Об утверждении Док-

трины продовольственной безопасности Российской Федерации».

149. Устюгова, Е. А. Изучение антибиотического комплекса, образуемого

Lactococcus lactis subsp, lactis 194 вариант-К / Е. А. Устюгова, Г. Б. Федорова, Г.

С. Катруха [и др.] // Микробиология. – 2011 .Т. 80. – № 5. – С. 644-485.

150. Ферстер, Э. Методы корреляционного и регрессионного анализа / Э.

Ферстер, Б. Ренц. – М. : Финансы и статистика, 1983. – 302 с.

151. Хазагаева, С. Н. Разработка технологии бактериального концентрата

для производства пробиотической сметаны : автореф. дис. ... канд. техн. наук :

05.18.04 / Хазагаева Софья Николаевна. – Улан-Удэ, 2013. – 17 с.

152. Харитонов, Д. В. Качество молочной продукции как основа здоровья

нации / Д. В. Харитонов, В. Г. Будрик // Молоч. пром-сть. – 2017. – № 6. – С. 36-

37.

153. Ходырева, О. Е. Совершенствование технологии обогащенных творож-

ных изделий с использованием пасты из топинамбура : автореф. дис. ... канд. техн.

наук : 05.18.04 / Ходырева Оксана Евгеньевна. – Воронеж, 2017. – 19 с.

154. Шарапова, Е. В. Исследование и разработка технологии сливочно-

белкового творожного продукта : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.04 / Ша-

рапова Евгения Витальевна. – Кемерово, 2010. – 19 с.

155. Шевелева, О. В. Разработка технологии творога с использованием про-

пионовокислых бактерий : дис. ... канд. техн. наук : 05.18.04 / Шевелева Ольга

Владимировна. – Улан-Удэ, 2003. – 125 c.

156. Gudkov А.V. Antagonistic effects of lactic acid bacteria on Enterobacteri-

aceae / A.V. Gudkov, G.D. Perfiliev, N.P. Sorokina // Milk the vital forse. Posters pre-

sented at the XXII International Dairy Congress. - The Hague. – 1986. – P. 100.

113

157. Herrington, E. S. The using of the combined parameter optimization in

mathematical models / E.S. Herrington. – Industry Quality control, 1995, – V. 21, 10.

– P. 546.

158. Marshall V. M. Starter cultures for milk fermentation and their characteris-

tics // J. Soc. Dairy Technol. – 1993. – V. 46. – № 2. – P.49-56.

159. Milk products and intestinal health / Meer R.V., Bovee-Oudenhover I.M.J.,

Sesink A.L.A., Kleibeuker J.H. // Int. Dairy Journal. – 1998. – V. 8. – № 3. – P.163-

170.

160. Misra, A. K. Use of Bifidobacterium bifidum for the manufacture of bioyo-

gyrt and fruit bioyogurt / Misra, A. K., Kulla, R.K. // Indian J. of Dairy Science. – 1994.

– Vol. 47. – № 3. – P. 192-197.

161. Orrhage K. Bifidobacteria and lactobacilli in human health / Orrhage K.,

Nord C.E. // Drugs Exp. Clin. Res. – 2000. – Vol. 26. – № 3. – P. 95-111.

162. Pre-, pro- and synbiotics // Fortified future for functional foods. M. Byrne -

Eur. Ed. 1997.

163. Roberfroid M.B. Prebiotiocs and probiotics: are they functional foods? //

Am. J. Clin. Nutr., – 2000. – 71 (Suppl. 6). – P. 1682-1987.

164. Salminen S. Probiotics: how should they be defined / Salminen S.,

Ouwehand A., and Ben no Y. et. al. // Trends FoodSci. Technoi. – 1999. – № 10. – P.

107-109.

165. Samona Aspasia, Ribinson R.K. Effect of yogurt cultures on the survival of

bifidobacterium in fermented milk // J. Soc. Dairy Technol. – 1994. – Vol. 47. – № 2. –

P. 58-60.

166. Sanders M.E. Overview of functional foods: emphasis on probiotic bacteria

// Int. Dairy J. – 1998. – Vol. 8. – № 5/6. – P. 341-347.

167. Silva F.V. Protective effect of bifidus milk on the experimental infection

with Salmonella enteritidis subsp. typhimurium in conventional and gnotobiotic mice /

Silva F.V., Bambirra E.A., Olivera A.L. et.el. // J. Appl. Microbiol. – 1999. – Vol. 86. –

№ 2. – P. 331-336.

114

168. Stoyanova L. The novel antimicrobial agents produced by Lactococcus lac-

tis as biopreservatives / L. Stoyanova, E. Ustyugova, A. Netrusovet. // Annals of Nutri-

tion and Metabolism. – 2013. – № 62. – P. 85-85.

169. Tannock G.W. Studies of the intestinal microflora: a prerequisite for the de-

velopment of probiotics // Ins. D. J. – 1998. – Vol. 8. – № 5/6. – P. 527-533.