Исследование процесса структурообразования белковых сгустков обогащенного молока и разработка на его основе технологии творожных продуктов с ягодной композицией

Важнейшей задачей государства является обеспечение населения страны качественными продуктами питания, адекватным потребностям всех возрастных и социальных групп. Приоритетная значимость питания отражена в постановлении Правительства РФ № 917 от 10.08.98 «О концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации».

Вопросы адекватного и здорового питания сегодня актуальны во всем мире. Создание широкого ассортимента безопасных продуктов, содержащих необходимый набор макро — и микронутриентов обусловлено современными требованиями науки о питании, изменением образа жизни и условий труда, национальными традициями, глобализацией общества. В основных положениях реализации государственной политики в области здорового питания особое внимание уделено разработке и производству полноценных, безопасных продуктов, обогащенных физиологически активными компонентами, продукты питания функционального назначения. В рационе человека должны содержаться не только белки, жиры и углеводы в необходимом количестве, но и такие вещества, как незаменимые аминокислоты, витамины, минералы в определенных, необходимых для человека пропорциях. Важной составляющей питания являются продукты, которые способствуют лучшему усвоению организмом. Первостепенная роль среди широкого ассортимента продуктов отводится молочным продуктам, в их числе особое место принадлежит творогу и творожным продуктам, которые относятся к традиционным молочным продуктам питания всех возрастных групп населения страны.

Автор диссертационной работы в своих исследованиях основывался на научных трудах известных ученых, как Н. С. Королевой, П. Ф. Крашенинина, H.H. Липатова (ст.), H.H. Липатова (мл.), А. П. Покровского, И. А. Радаевой, И. А. Рогова, В. Б. Спиричева, Е. И. Титова, В. А. Тутельяна, A.M. Уголева, A.M. Шалыгиной, А. Г. Храмцова и др. и получили свое развитие в молочной отрасли благодаря работам Н. Б. Гавриловой, В. И. Ганиной, Н. И. Дунченко, И.А.

Евдокимова, Jl.А. Забодаловой, Л. А. Остроумова, И. В. Смирновой, A.A. Майорова, Л. М. Захаровой, H.A. Тихомировой, A.M. Осинцева, М. П. Щетинина, Э. С. Токаева, И. С. Хамагаевой, С. Б. Юдиной, Burkit D., Hassan А., Schenker S., Wong J. и др. Работы данных ученых послужили методологической основой авторских исследований диссертационной работы.

Цель диссертационной работы — исследование процесса структурообразования белковых сгустков обогащенного молока и разработка на его основе технологии творожного продукта с фруктово-ягодной композицией/.

Научная новизна работы. Исследован процесс структурообразования при кислотно-сычужной коагуляции белков обогащенного молока в технологии производства творожных продуктов, установлены рациональные дозы внесения сухого обезжиренного молока и время коагуляции.

Построены математические модели, графические зависимости и уравнения регрессии, характеризующие влияние дозы СОМ и температуры коагуляции на качественные показатели творожного продукта. Изучено влияние обогащенного молока на качественный и количественный состав белков творожного продукта, получены данные свидетельствующие об его повышенной биологической ценности.

Подобраны ягодные ингредиенты для производства творожных продуктов, позволяющие повысить пищевую ценность продукта.

Разработаны оптимальные композиции пищевых ингредиентов и на их основе рассчитаны рецептуры творожных продуктов, предназначенных для питания школьников. Определены пищевая, биологическая, энергетическая ценность и безопасность нового продукта, установлен срок его годности.

Практическая значимость работы. Разработана технология творожного продукта с ягодной композицией для его производства СТО 419 839−12 012. Проведена промышленная апробация разработанной технологии в условиях выработки опытной партии творожного продукта на молочном предприятии ОНО «ВНИМИ-Сибирь» Россельхозакадемии (г.Омск).

1 СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВОРОЖНЫХ ПРОДУКТОВ С ЯГОДНОЙ КОМПОЗИЦИЕЙ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Исследованы физико-химические свойства заготовляемого молока, используемого на молочных предприятиях Омской области, определены его среднестатистические показатели. Установлено, что принимаемое молоко имеет низкое содержание белка (2,90 ±0,2) масс.%. Изучен способ коррекции состава молока-сырья путем обогащения его СОМ. Разработан матричный метод коррекции состава нормализованной смеси к свертыванию.

2. Исследован процесс структурообразования обогащенного молочно-белкового сгустка, структурно-механические параметры геля. Дана термодинамическая оценка процесса структурообразования. Определены изменения энтальпии молочно-белкового сгустка в зависимости от температуры и дозы СОМ.

3. Изучен процесс коагуляции белков обогащенного молока при использовании закваски СНМ-19 (ЬасШсоссш ксШ БиЬзр. сгетопя, Ьас1: ососсш ксЙБ БиЬБр. 1асЙ8, ЬеисопоБШс тезегЛеплёез зиЬБр. сгетопз и ЬасШсоссиБ 1асйз БиЬзр. (11асе1у1ас118) и ферментного препарата СНУ-МАХ™. Определено время коагуляции (6,0±2,0) ч при температуре (32±2) °С.

4. На основании результатов анализа результатов экспериментальных данных построены математические модели, получены графические зависимости и уравнения регрессии, характеризующие степень влияния дозы СОМ и температуры на структурно-механические параметры молочно-белкового сгусткапредельное напряжение сдвига и энергия сдвига. Определена рациональная доза внесения СОМ в молоко, данная величина составляет 0,040 кг/кг молока.

5. Изучено влияние обогащенного молока на качественный и количественный состав белков творожного продукта. Установлено, что в творожном продукте на основе внесения СОМ в количестве 0,040 кг/кг содержится больше на 2,5% незаменимых аминокислот, в сравнении с белками творога, полученного традиционным способом.

6. Подобраны ягодные ингредиенты Сибирского региона для расширения ассортиментной линейки творожного продукта на основе обогащенного молока:

— композиционные ягодные наполнители вносятся в количестве 2−4 мас.%, с их использованием разработаны рецептуры творожного продукта «Настена», «Дашутка» и «Мишутка».

7. Изучен процесс хранимоспособности и безопасности творожного продукта. Установлен срок его годности 7 суток при температуре (4±2) °С.

8. Определена пищевая, биологическая и энергетическая ценность творожных продуктов. Разработана технология и техническая документация (СТО 419 839−001−2012) для производства творожного продукта на основе обогащенного молока с повышенной биологической ценностью. Проведена промышленная апробация технологии творожного продукта на молочном предприятии ВНИМИ-Сибирь Россельхозакадемии (г.Омск).

1.6 Заключение и выводы по первой главе. Цель и задачи научно-исследовательской работы.

Современной наукой принята концепция оптимального питания. В рамках развития этой концепции сформировалось новое направление науки о питании — концепция функционального питания, которая включает разработку теоретических основ, производства, реализации и потребления функциональных продуктов. Функциональными являются пищевые продукты, предназначенные для систематического употребления всеми группами населения, сохраняющие и улучшающие здоровье и снижающие риск развития алиментарных заболеваний за счет наличия в их составе физиологически функциональных ингредиентов.

Задача пищевой промышленности — предоставить широкий ассортимент продуктов высокого качества, максимально сохранивших полезные свойства сырья, способных снизить риск развития алиментарных заболеваний, с хорошими органолептическими показателями и приемлемой стоимостью.

Рацион питания человека ежедневно должен включать более 600 макрои микронутриентов, причем взаимосбалансированных, чего невозможно достичь на практике при употреблении обычных продуктов, даже при их достаточном разнообразии. Научно обоснованное комбинирование сырья обеспечит получение композиции с заданным химическим составом и позволит использовать потенциальную возможность взаимного обогащения входящих в рецептуру ингредиентов несколькими эссенциальными факторами для наиболее полного соответствия формуле сбалансированного питания. Иначе говоря, повышение степени адекватности состава пищевых композиций может быть достигнуто исключительно за счет их поликомпонентности. Актуален и насущно необходим поиск новых теоретических и практических подходов, направленных на разработку новых прогрессивных технологий, базирующихся на комбинировании сырья различного происхождения, в результате которых и создаются сбалансированные поликомпонентные продукты.

Поэтому закономерно появление интенсивно развиваемой в последнее время теории проектирования пищевых продуктов с заданными свойствами. Главная цель — проектирование продуктов, свойства которых соответствуют не только материальному и энергетическому балансам организма, но и по своим структурным формам адекватны эволюционно сложившимся особенностям пищеварения человека.

Многие годы отечественные и зарубежные ученые работают над решением этой задачи, в том числе методами компьютерного математического моделирования. Большой вклад в развитие многокомпонентных пищевых продуктов внесли А. М. Бражников, Н. Б. Гаврилова, И. А. Евдокимов, Л. М. Захарова, Ю. А. Ивашкин, Г. И. Касьянов, А. Е. Краснов, Н. Н. Липатов, Н. Н. Липатов (ст.), А. Б. Лисицын, А. А. Майоров, Ю. Н. Нелепов, Л. А. Остроумов, В. И. Покровский, В. М. Позняковский, О. Н. Пасько, Ю. А. Просеков, И. А. Рогов, Н. С. Родионова, Ю. Я. Свириденко, Н. В. Тимошенко, Е. И. Титов, В. А. Тутельян, А. М. Уголев, М. С. Уманский, И. С. Хамагаева, В. Д. Харитонов, А. Г. Храмцов, Н. А. Тихомирова, Л. В. Голубева, М. П. Щетинин, A.T.Diplock, A. Wollen и многие другие. Фундаментальные принципы проектирования продуктов и рационов питания с задаваемой пищевой ценностью заложены в работах H.H. Липатова (мл.).

Особая роль в питании принадлежит продуктам на молочной основе. Молоко и молочные продукты являются одними из важнейших продуктов питания, которые употребляют ежедневно и входят в состав рационов всех категорий населения. Это объясняется уникальным составом и свойствами молока, а также возможностью вырабатывать из него большое количество разнообразных продуктов питания.

Производство поликомпонентных молочных продуктов может решить задачу производства «здоровых продуктов» наиболее физиологичных для организма человека, а также решить проблемы экономии сырьевых молочных ресурсов, использования ценнейшего растительного сырья и при одновременном расширении ассортимента конкурентоспособных продуктов с привлекательными для потребителя органолептическими показателями, повышенной пищевой ценностью и обладающих функциональными свойствами.

Ведущими учеными, специалистами в области технологий продуктов питания, уже многие годы ведутся работы по созданию поликомпонентных молочных продуктов. С учетом разработанных подходов созданы различные виды молочных, кисломолочных и сывороточных напитков, продуктов на основе творога, сливочного масла, твердых, полутвердых, мягких и плавленых сыров, мороженого, сгущенных и сухих молочных продуктов и многих других.

Большие перспективы имеют поликомпонентные продукты, сочетающие молочное и растительное сырье. Использование полезных качеств молочных и растительных продуктов в сочетании позволяет получать гармоничные по составу и свойствам композиции. Изучение научно-технической литературы показало, что уже в настоящее время молочную основу комбинируют с такими растительными ингредиентами как фрукты, ягоды, зерновые культуры, и т. д.

Фруктово-ягодные композиции обогащают молочную основу аминокислотами, витаминами, ферментами и другими биологически активными веществами, минеральными веществами (особенно В1 и РР), легкоусвояемыми углеводами и пищевыми волокнами, ненасыщенными жирными кислотами, некоторые вносимые компоненты играют роль пребиотиков. В молочно-растительных комбинациях содержатся: кальций и белок, богатый незаменимыми аминокислотами, полиненасыщенные жирные кислоты, пищевые волокна, витамины (С, В1, В2, В6, Е, каротин), в т. ч. антиоксиданты (Е, бета-каротин), олигосахариды, микрои макроэлементы.

В сочетании с белками животного происхождения усвояемость белков растительных культур значительно повышается, и они могут участвовать в обеспечении организма человека белком, свойства которого в ряде случаев выгодно отличаются от свойств белков животного происхождения. Липиды растительных культур богаты полиненасыщенными жирными кислотами.

Среди важнейших витаминов — тиамин, рибофлавин и ниацин. Растительные культуры богаты источники микроэлементов — железа, цинка, марганца, хрома. Однако значение растительных культур этим не ограничивается. Они могут использоваться как ингредиент поликомпонентных продуктов, пищевая ценность и влияние которых на организм человека могут существенно отличаться от свойств исходного минорного сырья.

Производство поликомпонентных продуктов на основе комбинирования молочного и растительного сырья уже сейчас является одним из перспективных направлений в отрасли и в дальнейшем эта тенденция получит еще большее развитие.

В основу научной концепции, развиваемой в диссертационной работе, положена гипотеза о том, что совершенствование формальных, научных и экспериментальных подходов к биотехнологии создания поликомпонентных продуктов путем целевого комбинирования молочного и растительного сырья позволит направленно получать продукты со сбалансированным нутриентным составом, повышенной пищевой и биологической ценностью, максимально приближенной к эталону, с учетом рациональности использования исходных компонентов.

Ключевым фактором, определяющим соответствие поликомпонентных продуктов их ожидаемым свойствам, является обоснование их рецептурного состава. При проектировании поликомпонентных продуктов следующий постулат — пищевые нутриенты должны поступать в организм человека в определенном количестве и соотношении. Таким образом, проблемой при создании поликомпонентных, в заданной степени приближенных к эталону, продуктов является поиск и обоснование предпочтительного набора и соотношения компонентов, которое принципиально невозможно без привлечения формализованных методов, оперирующих численной информацией о составе исходных ингредиентов и эталоне, методов, обеспечивающих желаемую пищевую и биологическую ценность композиции без неоправданного перерасхода ее составляющих.

Целью настоящей работы является исследование процесса структурообразования белковых сгустков обогащенного молока и разработка на его основе технологии творожного продукта с ягодной композицией, расширение ассортиментной линейки выпуска творожных продуктов с высокой биологической ценностью.

Для достижения поставленной цели систематизировано и последовательно решались следующие задачи:

• обосновать выбор молочного сырья и пищевых ингредиентов;

• исследовать химический состав и физико-химические свойства заготовляемого молока-сырья;

• изучить способы коррекции состава и свойств молока с применением восстановленных продуктов для активизации жизнедеятельности биообъектов на стадии подготовки обогащенной смеси к свертыванию-коагуляции;

• изучить процесс кислотно-сычужной коагуляции белков обогащенного молока в технологии производства творожных продуктов;

• исследовать кинетику структурообразования молочно-белкового сгустка на основе положений биотермодинамики, научно обосновать дозу вносимого компонента;

• разработать методологию системного моделирования творожного продукта с заданными функциональными свойствами;

• подобрать ягодные ингредиенты для расширения ассортиментной линейки новых творожных продуктов;

• изучить процесс хранимоспособности и установить срок годности творожных продуктовопределить пищевую, биологическую и энергетическую ценность творожных продуктов. Разработать технологию, техническую документацию для производства творожных продуктов. Провести апробацию технологии в производственных условиях. v 4 «C<? 1 *.

2 МЕТОДОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ.

ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Постановка экспериментальных исследований.

Экспериментальные исследования при разработке технологии творожных продуктов выработанного на основе обогащенного молока проводились в лабораториях ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П. А. Столыпина, ОНО «ВНИМИ-СИБИРЬ» Россельхозакадемии, ЗАО «Любинский МКК» (Омская обл.), ГНУ ВПО Кем-ТИПП лаборатория НОЦ (г. Кемерово). Внедрение результатов исследований проведено на промышленном молочном предприятии ОНО «ВНИМИ-СИБИРЬ» Россельхозакадемии (г. Омск.).

Схема реализации экспериментальных исследований приведена на рис. 2.1.3. Даны характеристики объектов исследований, обоснован комплекс показателей и изложены методики их определения, представлена схема эксперимента, описана методология исследований в соответствии с главами диссертации. Экспериментальные исследования проводились в производственных и лабораторных условиях.

Объектами исследований служили: натуральное коровье молоко по ГОСТ Р 52 054;2003, молоко сухое обезжиренное по ГОСТ 52 791–2007; пищевые ингредиенты: сахар по ГОСТ 21- культуры мезофильных молочнокислых лакто-кокков Lactococcus lactis subsp. lactis и пропионовокислых бактерий Propionibacterium fredereichii subsp.shermanii.OAO «Барнаульская биофабрика». Изучение химического состава, безопасности готовых продуктов проводили в соответствии с требованиями СанПиНа 2.3.2.560−96 в ГНУ ВПО КемТИПП лаборатория НОЦ (г. Кемерово):

Органолептическую оценку готовых продуктов проводили методом закрытых и открытых дегустаций, разработанных на основании ГОСТ 28 283–89.

Электрофоретические и биохимические методы. Исследование проводили в испытательной лаборатории Научно-образовательного центра, созданного при ГОУ ВПО «КемТИПП». Содержание общего азота в образцах проводили по методу Дюма, основанном на измерении теплопроводности молекулярного азота, с использованием анализатора белкового азота RAPID N Cube (Elementar, Германия). Свободные аминокислоты определяли на аминокислотном анализаторе ARACUS. Биологическую ценность продукта определяли путем расчёта аминокислотного скора.

При определении макрои микроэлементного состава анализ проб проводили методом капиллярного электрофореза на российском приборе Капель-105М (Люмекс, Санкт-Петербург). Использовали распространенный вариант метода капиллярного электрофореза — капиллярный зонный электрофорез (КЗЭ). Условия определения водорастворимых витаминов: Анализ проводится при следующих условиях: полная длина капилляра равна 60 см, эффективная длина (т.е. длина от входа до окна детектора) — 50 см, рабочее напряжение, поданное на электроды, равно — 20 кВ, внутренний диаметр капилляра 50 мкм, детектирование при 200 нм, косвенное, температура 20 °C, ввод пробы под давлением 600 мбар-с, состав рабочего буфера 40 мл раствора тетрабората натрия (0,05 моль/л), 20 мл раствора борной кислоты (0,2 моль/л). Исследования проводились в лицензированной лаборатории КемТИПП.

Микробиологические методы. В работе использовались стандартные методы исследования микробиологических показателей по ГОСТ Р 50 480−93, ГОСТ 9225–84, ГОСТ 10 444.11−89, ГОСТ 10 444.15−94. Общее количество молочнокислых микроорганизмов определяли по ГОСТ 10 444.11−89 посевом в пробирки на стерильное обезжиренное молоко. Бактерии группы кишечной палочки определяли посевом в среду Кесслера с последующим пересевом на чашку со средой Эндо по ГОСТ Р 50 474−93. Исследования проводили в лаборатории «ВНИМИ-Сибирь» Сибирского отделения РАН.

Структурно — механические методы исследования творожного продукта проводились на ротационном вискозиметре «Реотест-2», определялись предельное напряжение сдвига и эффективную динамическую вязкость творожного продукта. Исследования проводили в реологической лаборатории Института проблем переработки углеводородов Сибирского отделения РАН (г. Омск).

Течение обычных жидкостей при ламинарном режиме подчиняется уравнению Ньютона:

F аи.

2ЛЛ) где т — тангенциальное напряжение сдвига, действующее между двумя слоями- ^ - сила, вызывающая течение жидкости (по абсолютной величине равна силе внутреннего трения), 8- площадь, к которой приложена сила- (Ю — изменение скоростей между двумя слоями жидкости, находящимися на расстоянии ёх и движущимися с разными скоростямисИЛск — градиент скорости сдвига или скорость сдвига (часто обозначается !)) — г} - коэффициент пропорциональности. При сИЛск =1, х = ц, тогда принимает физический смысл напряжения сдвига при градиенте скорости равном единице и носит названия коэффициента внутреннего трения или коэффициента вязкости.

Системы, вязкость которых зависит от напряжения сдвига, называются неньютоновскими жидкостями. Для них характерна нелинейная зависимость скорости сдвига от напряжения сдвига. Снижение вязкости с ростом напряжения сдвига называют аномалией вязкости или структурной вязкостью. Этот термин впервые был введен Оствальдом в 1925 году. Название его вполне оправдано, так как природа явления связана именно с изменением внутренней структуры жидкости при течении. При этом происходит изменение ориентации макромолекул в потоке, изменение формы макромолекул и их деформация, а также частичный или полный распад ассоциатов макромолекул, т. е. изменение среднестатистического объема равновесных лабильных структур, возникающих и распадающихся в концентрированных растворах полимеров вследствие межмолекулярного взаимодействия. Деформация и ориентация макромолекул (как и разрушение структуры) тем больше, чем выше градиент скорости движения жидкости.

Для определения реологических характеристик неньютоновских, жидкостей экспериментально устанавливается зависимость между напряжением сдвига и градиентом скорости, которую можно изобразить графически, отложив на осях ординат и абсцисс соответствующие значения градиента скорости сШ/ёх и напряжения сдвига т или пропорциональных им величин. Такие зависимости называются кривыми течения или реологическими кривыми течения. Типичные реологические кривые ньютоновской и неньютоновской жидкостей представлены на рис. 2.1.1. сШ ск '.

2.1.2).

Рис. 2.1.1. Реологические кривые ньютоновской (1) и неньютоновской (2) жидкостей.

Для слабо структурированных жидкостей (например, разбавленных растворов полимеров) начальный прямолинейный участок обычно небольшой и его практически не удается определить. Наоборот, на кривой течения сильно структурированных систем (например, концентрированных растворов полимеров) этот участок может быть очень заметным. Напряжение ту^ соответствующее началу разрушения структуры, называется предельным напряжением сдвига. При дальнейшем увеличении напряжения (участок АВ) зависимость скорости сдвига от напряжения сдвига теряет линейный характер, вязкость уменьшается. Переменные значения вязкости на этом участке являются следствием разрушения структуры. В точке В кривой течения структура системы разрушена и значения вязкости достигают минимального значения ц"аП называемого наименьшей ньютоновской вязкостью. При дальнейшем увеличении напряжения сдвига сохраняется течение жидкости с постоянной вязкостью ц"йп прямолинейный участок). Дальнейший рост напряжения сдвига приводит к переходу ламинарного течения жидкости в турбулентное, и кривая течения отклоняется вниз. На рис. 2.1.2 эта часть кривой показана пунктирной линией.

Исследование реологических свойств неньютоновских жидкостей можно проводить с помощью капиллярного или ротационного вискозиметров.

Рис. 2.1.2. Измерительное устройство типа «цилиндр — цилиндр» ротационного вискозиметра «Реотест-2».

Рабочий узел ротационного вискозиметра «Реотест-2» представляет собой измерительное устройство типа «цилиндр-цилиндр». В данном цилиндрическом измерительном устройстве исследуемый материал помещается в кольцевой зазор, образующийся между двумя коаксиальными цилиндрами (рис. 2.1.2). Наружный неподвижный цилиндр радиусом К выполнен в виде измерительной емкостиВ нее помещается измеряемый материал, а сам цилиндр может быть помещен с целью измерения при определенной постоянной температуре в термостатирующую баню, подключаемую к жидкостному циркуляционному термостату. Внутренний цилиндр радиусом г и длиной Ь, вращается с постоянной скоростью вращения. Он соединен через измерительный вал с цилиндрической винтовой пружиной, отклонение которой является мерой для вращающего момента М, действующего на внутренний цилиндр. Отклонение пружинного элемента воспроизводится потенциометром, включенным в мостовую схему: причем изменение тока, протекаемого по диагонали мостовой схемы, является пропорциональным вращающему моменту М пружины.

Ротационный вискозиметр «Реотест-2» пригоден как для определения динамической вязкости ньютоновской жидкости, так и для проведения реологических исследований неньютоновских жидкостей. При помощи «Реотеста» можно измерять структурную вязкость, дилатансию, пластичность и тиксотропию.

Предельное напряжение сдвига, развиваемое в исследуемом продукте, рассчитывают по формуле: т = (2.1.3) где х — напряжение сдвига (101Па);

Ъ — постоянная цилиндра (101Па) — а — показания индикаторного прибора.

Константа цилиндра ъ зависит от геометрических размеров цилиндрической системы и от постоянной упругости пружины динамометра. Значения ъ для различных измерительных систем приведены в техническом паспорте прибора.

Скорость сдвига Б (с" 1), называемая часто скоростью деформации, определяют перепад (градиент) скоростей движения элементарных слоев жидкости в кольцевом зазоре. Скорость сдвига зависит от геометрических размеров цилиндрической системы и пропорциональна скорости вращения цилиндра. Скорость сдвига указана для всех ступеней вращения и типов измерительных цилиндрических систем.

По рассчитанному напряжению сдвига х и скорости сдвига О, найденной из справочных таблиц для соответствующих цилиндров и скоростей вращения вычисляют динамическую вязкость (мПа-с).

77 = -~100, (2.1.4) где г) — динамическая вязкость, мПа-сх — напряжение сдвига, 101ПаБ — скорость сдвига, с" 1.

По полученным результатам строят зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига (реологическую кривую, кривую течения) и зависимость вязкости от скорости сдвига.

На втором этапе изучено качество молока-сырья в хозяйствах сырьевой зоны Омской области, определены среднестатистические данные молока-сырья для процесса его концентрирования. Изучен процесс структурообразования белковых сгустков обогащенного молока. Особое внимание уделено дозе вносимого СОМ на биологическую ценность белков базовой основы творожного продукта, которая определялась на основе математического моделирования экспериментальных данных.

На третьем этапе подобраны фруктово-ягодные ингредиенты, определен состав рецептур творожных продуктов. Изучена их хранимоспособность, установлен срок годности. Определена пищевая, биологическая и энергетическая ценность.

На четвёртом этапе проведена практическая реализация результатов аналитических и экспериментальных исследований: разработана технология, подобрано технологическое оборудование, рассчитаны экономические показатели, проведена промышленная апробация.

Результаты экспериментальных исследований подвергались статистической обработке с использованием корреляционного и регрессионного анализа, реализованного с помощью стандартных пакетов информационных программ «MathCAD -16 Professional», «MS.Excel». Повторность опытов установлена методами статистического анализа и проводилась в трех-пятикратной повторно-сти. Математическое моделирование, построение двух факторных зависимостей результатов исследований осуществляли с использованием математической прикладной программы «TableCurve 3D v4» и математических матриц в процессоре электронных таблиц «MX.Excel».

Рис. 2.1.3. — Схема организации и проведения исследований.

2.2 Объекты и методы исследований.

В диссертационной работе, в качестве основных объектов исследований использовались: молоко-сырьё, исследуемое в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52 054;2003 «Молоко натуральное — сырьё» [32]- сухое обезжиренное молоко ГОСТ Р 52 791 -2007 мезофильная ароматобразующая культура Тип 1ЛЭ СНКГ-19- молокосвертывающий фермент порошкообразный СНУ-МАХ1Мхлористый кальций двухводный по ТУ 6−09−5077−83 или кальций хлористый кристаллический, фармакопейныйнатуральные ингредиенты по действующей документации.

Для получения достоверных и полных характеристик сырья и готовых продуктов в работе применяли стандартные общепринятые в исследовательской практике физико-химические, микробиологические и реологические методы исследования и стандартные приборы. Изучение химического состава, безопасности готовых продуктов проводили в соответствии с требованиями Сан-ПиНа 2.3.2.560−96 в ГНУ ВПО КемТИПП лаборатория НОЦ (г. Кемерово).

2.2.1 Физико-химические и органолептические показатели.

Определение химического состава и свойств продуктов проводили по следующим методам: массовую долю жира по ГОСТ 5867–90 [28]- массовую долю белка по ГОСТ 25 179–90 [20]- массовую долю влаги по ГОСТ 3626–73 [26]- определение плотности по ГОСТ 3625–84 [25]- отбор и подготовку проб осуществляли по ГОСТ 26 809–86 [22]- активную кислотность определяли электрометрическим методом на рН-метре ЗеуепЕазу рН в диапазоне измерения от 0,01 ед. рН до 13,99 ед. рН, с погрешностью измерения 0,05 ед. рН по ГОСТ 26 781–85;

— титруемую кислотность определяли стандартной методикой в градусах Тернера по ГОСТ 3624–92 [24];

— определение массовой доли углеводов по ГОСТ 3628–78;

— содержание общего азота (белка) в готовом продукте определяли методом Кьедьдаля на приборе К]акес 2100 по ГОСТ 23 327–98;

— содержание минеральных веществ методом атомной абсорбции на спектрофотометре шведской фирмы «Регст Е1тег-360» по ГОСТ 27 996–88 ;

— аминокислотный состав и количественное содержание определяли с помощью автоматического аминокислотного анализатора АЛАСиЗ, который соответствует «Золотому стандарту ААА» ;

— содержание витаминов определяли методом инфракрасной спектроскопии на приборе ИК 4500 и методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе «Миллихром» ;

Органолептическую оценку готовых продуктов проводили методом закрытых и открытых дегустаций, разработанных на основании ГОСТ 28 283–89. Контролировали следующие показатели: запах, вкус, консистенцию, внешний вид и цвет, которым было присвоено количественное выражение в баллах (табл. 2.2.1.1).