«РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И РЕЦЕПТУР ЭМУЛЬСИОННЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ, ОБОГАЩЕННЫХ ВТОРИЧНЫМ БЕЛКОВОУГЛЕВОДНЫМ МОЛОЧНЫМ СЫРЬЕМ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ ...»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И

УПРАВЛЕНИЯ имени К.Г. РАЗУМОВСКОГО»

На правах рукописи

ШАУРИНА ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И РЕЦЕПТУР ЭМУЛЬСИОННЫХ

ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ, ОБОГАЩЕННЫХ ВТОРИЧНЫМ БЕЛКОВОУГЛЕВОДНЫМ МОЛОЧНЫМ СЫРЬЕМ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность: 05.18.06 «Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов (технические наук

и)»

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Восканян О.С.

Москва- Оглавление ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Новые направления в производстве эмульсионных продуктов для здорового питания

1.2. Перспективы использования вторичного молочного сырья при переработке молока: пахта и молочные концентраты из нее

1.2.1. Характеристика пахты и ее химический состав

1.2.2. Технологические свойства пахты и их применение

1.3. Лактулоза, ее применение и пребиотические свойства

1.4. Биойод: перспективы использования в продуктах питания

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Определение вязкости растворов полимеров

2.2. Метод определения межфазного натяжения

(методика пластинки Вильгельми)

2.3. Определение эмульгирующей способности молочных концентратов............. 2.4. Метод определения спектра мутности

2.5. Определение растворимости сухого молока

2.6. Определение гидростатического давления на устойчивость эмульсий........... 2.7. Определение седиментационной устойчивости модельных эмульсии............ 2.8. Определение химических показателей образцов растительных масел............ 2.9. Определение жирнокислотного состава растительных масел методом газожидкостной хроматографии

2.10. Определение общего содержания токоферолов в растительных маслах колориметрическим методом

2.11. Определение органолептических показателей растительных масел.............. 2.12. Определение цветности растительных масел

2.13. Ускоренный метод определения содержания влаги в эмульсионных продуктах

2.14. Определение содержания жира в эмульсионных продуктах

2.15. Определение кислотности эмульсионных продуктов

2.16. Определение типа эмульсии методом разбавления

2.17. Определение вязкости эмульсионного продукта

на приборе «Реотест»

2.18. Определение органолептических показателей эмульсионного продукта...... 2.19. Определение стойкости и рН эмульсий

2.20. Определение витаминной и антиокислительной активности эмульсионного продукта

2.21. Статистическая обработка результатов измерений

ГЛАВА 3. МАРКЕТИНГОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ

МАЙОНЕЗОВ И МАЙОНЕЗНЫХ СОУСОВ В Г. КАЛУГЕ И КАЛУЖСКОЙ

ОБЛАСТИ

3.1. Обзор рынка майонеза в России

3.2. Маркетинговые исследования рынка майонезной продукции Калужского региона

3.3. Маркетинговые исследования потребительских предпочтений населения Калужской области

3.4. Выводы по главе 3

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ИНГРЕДИЕНТОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ ИХ В СОСТАВЕ НОВЫХ РЕЦЕПТУР

ЭМУЛЬСИОННЫХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНОГО МОЛОЧНОГО

СЫРЬЯ

4.1. Исследование физико-химического состава пахты и концентратов из нее

4.2. Исследование физико-химических показатели пахты сухой (ПС) и ее концентратов

4.3. Характеристика и физико-химические показатели

лактулозы «Лактусан»

4.4. Характеристика и физико-химические показатели добавки «Биойод»........... 4.5. Исследование физико-химических и органолептических показателей ингредиентов, входящих в рецептуру эмульсионных продуктов

4.6 Характеристика и физико-химические показатели вкусовых добавок........... 4.7. Исследование физико-химических свойста традиционных и нетрадиционных растительных масел

4.7.1. Исследование физико-химических свойств

масла подсолнечного

4.7.2. Исследование физико-химических свойств масла тыквенного

4.7.3. Исследование физико-химических свойств масла рисовых отрубей.......... 4.7.4. Исследование физико-химических свойств масла арахисового.................. 4.7.5. Исследование физико-химических свойств масла пшеничного.................. 4.8. Выводы по главе 4

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВТОРИЧНОГО МОЛОЧНОГО

СЫРЬЯ (ПАХТЫ СУХОЙ, ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННОЙ ПАХТЫ) И

СУХОГО ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА

5.1. Исследования вязкости водных растворов молочных белков от концентрации и температуры

растворов пахты

5.3. Исследование зависимости оптической плотности водных растворов пахты от pH среды

5.4. Исследование зависимости межфазного натяжения водных растворов пахты на границе с гептаном от рН среды

5.5. Исследование устойчивости эмульсий, стабилизированных молочными белками, к расслоению в зависимости от рН среды

5.6. Выводы по главе 5

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НАУЧНО ОБОСНОВАННЫХ

РЕЦЕПТУР ЭМУЛЬСИОННЫХ ПРОДУКТОВ С УЛУЧШЕННЫМИ

КАЧЕСТВЕННЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНОГО

БЕЛКОВО-УГЛЕВОДНОГО МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ

6.1. Исследование и разработка жировой фазы эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем

6.2. Исследование стабильности разработанных смесей растительных масел при хранении

6.3. Технологические этапы разработки рецептур эмульсионных продуктов на основе вторичного белково-углеводного молочного сырья

6.3.1. Исследование влияния концентрации пахты сухой (ПС) на устойчивость эмульсионного продукта

6.3.2. Исследование влияния концентрации яичного порошка на устойчивость эмульсионного продукта

6.4. Разработка рецептур и технологии производства новых видов эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем .. 6.5. Исследование и подбор вкусовых биологически-активных добавок для эмульсионных продуктов

6.6. Исследование физико-химических и органолептических показателей новых видов эмульсионных продуктов в процессе хранения

6.7. Исследование реологических показателей эмульсионных продуктов в процессе хранения

6.6. Выводы по главе 6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Одним из направлений расширения ассортимента эмульсионных жировых продуктов пониженной калорийности и повышенной биологической ценности является обогащение их белково-углеводным молочным сырьем. В условиях дефицита белка в питании, а также различных компонентов пробиотической направленности, наибольший интерес представляет собой пахта и ее концентраты, а также лактулоза и инновационная пищевая добавка «Биойод», которые обладают ценными пищевыми и биологическими свойствами. Пахта является важнейшим вторичным ресурсом молочной промышленности, она обладает уникальными свойствами, что позволяет отнести этот вид молочного сырья к диетическому. Однако, несмотря на большие достижения в области переработки вторичного молочного сырья, задача полноценного использования его в пищевых продуктах питания, до настоящего времени полностью не решена в большинстве стран мира.

Потому особую актуальность приобретают комплексные исследования, направленные на совершенствование и разработку новых видов эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем, способствующих сохранению здоровья и оптимизации жирового и белковоуглеводного рациона питания населения.

Степень разработанности проблемы Проведенные исследования основаны на научно-теоретических трудах и экспериментальных исследованиях ученых: В.П. Варламова, О.С. Восканян, Е.В. Грузинова, А.А. Кочетковой, А.Ю. Кривовой, Е.П. Корненой, А.П. Нечаева, В.Е.Тарасова, В.А. Тутельяна, Ю.А. Тырсина, Т.В. Шленской, В.Х. Пароняна, Н.М. Скрябиной и других ученых, работающих над этой проблемой.

Цель и задачи исследования Целью диссертационной работы является разработка технологии и рецептур эмульсионных жировых продуктов питания, обогащенных вторичным белковоуглеводным молочным сырьем.

В соответствии с поставленной целью основными задачами исследования являются:

проведение маркетинговых исследований производства и потребления майонезов и майонезных соусов в г. Калуге и Калужской области;

исследование комплекса коллоидно-химических свойств молочных белков: определение вязкости растворов в зависимости от температуры, концентрации, содержания хлористого натрия, определение межфазного натяжения на границе с масляной фазой, исследование оптической плотности стабилизированных белками к расслоению;

реологических характеристик новых и традиционных ингредиентов и определение их оптимальных концентраций для включения в рецептуры эмульсионных продуктов;

выбор, обоснование и исследование состава и свойств традиционных и нетрадиционных растительных масел и их смесей для применения их в рецептурах новых эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белковоуглеводным молочным сырьем;

эмульсионных жировых продуктов, обогащенных вторичным белковоуглеводным молочным сырьем с целью оптимизации количественного и качественного состава разрабатываемых продуктов;

продуктов с улучшенными органолептическими показателями путем подбора вкусовых и биологически-активных добавок;

органолептических показателей разрабатываемых эмульсионных продуктов повышенной биологической ценности и определение их оптимальных сроков хранения.

Научная новизна работы В диссертационной работе автором лично получены следующие научные результаты:

на основании проведенных маркетинговых исследований определены потребительские предпочтения жителей г. Калуги и Калужской области в отношении эмульсионных продуктов: майонезов, соусов, майонезных кремов, которые явились основанием для разработки новых эмульсионных продуктов на основе вторичного белково-углеводного молочного сырья;

структурирующие свойства различных видов продуктов переработки молока:

пахты сухой, пахты сублимационной сушки, высококонцентрированной пахты и определены оптимальные условия получения эмульсий на их основе;

сконструированы сбалансированные по жирнокислотному составу, в по соотношению 6:3 жирных кислот жировые основы том числе эмульсионных продуктов, состоящие из смеси растительных масел: масла подсолнечного, рисовых отрубей и пшеничного в соотношении 40:40:20; масла арахисового и подсолнечного в соотношении 50:50; масла подсолнечного, тыквенного и рисовый отрубей в соотношении 70:20:10;

научно обоснован количественный и качественный состав рецептур эмульсионных продуктов, на основании исследованных физико-химических и реологических характеристик традиционных и нетрадиционных ингредиентов;

определены основные технологические параметры производства эмульсионных продуктов на основе различных видов пахты, обеспечивающие направленное регулирование состава и свойств готового продукта.

Теоретическая и практическая значимость работы заключались:

в расширении и обновлении ассортиментной линейки эмульсионной продукции, за счет производства инновационных продуктов, способствующих оптимизации жирового и белково-углеводного рациона питания населения;

белково-углеводного сырья в рецептурах эмульсионных продуктах питания для биохимические и физиологические процессы и повышающие адаптогенные свойства организма;

разработаны основные технологические этапы и определены критерии получения новых видов эмульсионных жировых продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем: «Био-Нежность», «ПахтоНежность» и Лакто-Нежность». Утверждены рецептуры новых эмульсионных продуктов и составлена технологическая инструкция процесса производства.

Проведены производственные испытания на ООО «Балтком-Юни» по выработке новых эмульсионных продуктов, получена опытная партия в промышленных условиях соответствующая по своим показателям требованиям СанПиН 2.3.2.1078-2001 «Гигиенические требования безопасности пищевой ценности пищевых продуктов» (дополнение №22 от 27.12.2010г.).

процессе в Калужском механико-технологическом колледже молочной промышленности при: чтении лекций; выполнении лабораторных и практических работ; научно- исследовательских дипломных и курсовых работах студентов;

исследовательских работ.

Основные положения, выносимые на защиту На защиту выносятся следующие положения:

маркетинговые исследования производства и потребления майонезов и майонезных соусов в г. Калуге и Калужской области.

исследование комплекса коллоидно-химических свойств молочных белков.

характеристики новых белково-углеводных ингредиентов и определение их оптимальных концентраций для включения в рецептуры эмульсионных продуктов.

выбор, обоснование и исследование состава и свойств традиционных и нетрадиционных растительных масел и их смесей.

научное обоснование разработки рецептур и технологии производства эмульсионных продуктов с улучшенными качественными показателями.

физико-химические, реологические и органолептические показатели новых эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем в процессе их хранения.

Личный вклад соискателя Научное обоснование, постановка цели и задач исследования, организация, планирование и проведение эксперимента, обработка и обобщение результатов исследований, разработка и совершенствование технологий, подготовка результатов к опубликованию, участие в проведении производственных испытаний.

Степень достоверности и апробация результатов работы Достоверность полученных результатов подтверждена применением физико-химических методов анализа, актами выработки и испытаний продуктов.

обогащенных белково-углеводным сырьем согласно разработанной технологической инструкции и осуществленной на производственных мощностях ООО «Балтком Юни».

Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на следующих конференциях: IV Всероссийской научно-практической конференции ученых и аспирантов вузов, посвященные 10-летию кафедры товароведения и технологии продуктов питания при ТюмГНГУ (Тюмень, 2011), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 10летию факультета экспертизы и товароведения (Киров, 2011), IV Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию Российского университета кооперации (Москва, 2011), V Всероссийской студенческой конференции научно-практической конференции «Студенчество в науке инновационный потенциал будущего» (Набережные Челны, 2012), VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (Магнитогорск, 2012), Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Кемерово, 2012), VII Международной конференции «Масложировой комплекс России: новые аспекты развития». (Москва, 2012), Международной научно-практической конференции «Производство продуктов питания для здоровья человека – как основная часть наук о жизни»(Воронеж, 2012), Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство»

(Воронеж, 2013), V Международной научно-практической конференции «Инновации в науке и образовании: пути развития» (Чебоксары, 2014).

Публикации. Всего опубликовано 17 научных трудов, в том числе 3 статьи в журналах по утвержденному списку ВАК РФ.

Структура и объем диссертации Диссертационная работа включает введение, обзор литературы, экспериментальную часть, заключение, список использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 184 страницах основного текста, включающего 26 рисунков, 73 таблиц, 157 источников литературы.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Новые направления в производстве эмульсионных продуктов «Продовольственная безопасность Российской Федерации является одним из главных направлений обеспечения национальной безопасности в среднесрочной перспективе, фактором сохранения ее государственности и суверенитета, важнейшей составляющей демографической политики, необходимым условием реализации стратегического национального приоритета повышения качества жизни российских граждан путем гарантирования высоких стандартов жизнеобеспечения» - из Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации, утвержденной Президентом России Дмитрием Медведевым 01.01.2010 [127].

В настоящее время во всех развитых странах мира вопросы здорового питания возведены в ранг государственной политики. Доказано, что правильное питание обеспечивает рост и развитие детей, способствует профилактике заболеваний, повышению работоспособности и продлению жизни взрослых людей, создавая при этом условия адекватной адаптации их к окружающей среде.

Медицинские исследования, проведенные в России, показали, что в последние годы в питании населения наблюдается снижение потребления пищевых источников энергии и белка (особенно у групп населения с низкими доходами) [5,29,104]. Одновременно выявлено много людей, страдающих ожирением, что является следствием нарушения обмена веществ. Очевидно, что от полноценности питания зависят здоровье и хорошее самочувствие: полезная и разнообразная пища способна предотвратить развитие многих заболеваний. Более того, успешное лечение уже возникших болезней тоже немыслимо без полезных для организма продуктов питания.

За последнее десятилетие существенно уменьшилась физическая активность значительной части населения, особенно в развитых странах [71]. Снижение энергозатрат потребовало пересмотра (в сторону уменьшения) нормативов по энергетической ценности пищевых продуктов. Другими словами, при пониженных энергозатратах пища должна быть менее калорийной, содержать меньше углеводов и жиров. Иначе – нарастает избыточная масса тела, развивается ожирение, появляются многочисленные болезни [84,104]. Однако выяснилось, что уменьшение объема потребляемой пищи сопровождается снижением поступления в организм жизненно важных компонентов - витаминов, биоэлементов, аминокислот. Недостаток в организме этих веществ тоже приводит к нарушениям здоровья – развитию гиповитаминозов, гипоэлементозов, различных заболеваний.

Поэтому возникла необходимость разработки научно обоснованных рационов питания, а также создания дополнительных источников для организма витаминов и других необходимых питательных веществ [23].

Питание — один из важнейших компонентов качества жизни. Питание выполняет две основные функции: во-первых, обеспечивает организм пластическим материалом для построения новых клеток (за жизненный цикл организм человека полностью обновляется приблизительно семь раз). Еще один важный момент - с пищей поступают биологически активные вещества, выполняющие регулирующую функцию в организме (рис. 1.1) лактобактерии Аминокислоты Антиоксиданты Олигосахариды Пептиды Рис.1.1. Биологически активные добавки (БАД) В последнее время большую популярность приобрели физиологически ингредиенты, оказывающие благотворное воздействие на здоровье человека, повышающие его сопротивляемость заболеваниям, а также способствующие улучшению многих физиологических процессов в организме и дающие ему реальную возможность сопротивляться агрессивным воздействиям внешней среды. Потребление таких продуктов не является лечебным приемом в комплексной терапии заболеваний, что характерно для продуктов лечебного питания, но помогает предупредить некоторые болезни и старение организма, обитающего в условиях экологического неблагополучия.

Одной из важных задач отечественного масложирового производства является создание высококачественных эмульсионных продуктов пониженной энергетической ценности, так как калорийность сегодня становится одним из важнейших вопросов для потребителя [17, 23].

Здоровое питание - это питание, обеспечивающее рост, нормальное развитие и жизнедеятельность человека, способствующее укреплению его здоровья и профилактики заболеваний. Питание человека в любом обществе зависит от трех основных факторов:

ассортимент пищевых продуктов (рынок), т.е. разнообразие продуктов питания на прилавках наших магазинов;

доступность пищевых продуктов (карман), т.е. разумная цена для всех категорий граждан страны;

знания и умения построить здоровое питание, т.е. доступность через средства массовой информации, обучение и т.д.

Безусловно, важная роль в их развитии принадлежит государству, но человек сам составляет свой рацион, сам принимает решение о том, сколько и когда есть.

Согласно приоритетов в области здорового питания (табл. 1.1) федерального уровня, одним из них является создание индустрии производства белка из нетрадиционных источников и технологий его использования в пищевой промышленности. Таким образом, это позволит ликвидировать дефицит полноценного белка. Масложировая промышленность располагает целым спектром эмульсионных продуктов и соусов, которые имеют многокомпонентную рецептуру, которой можно варьировать [90,91,100].

Приоритеты в области здорового питания федерального уровня Белок Микронутриенты Детское питание Безопасность пищи Образование полноценного макронутриентов умственное отечественных и населения в Еще одно неприятное последствие технологического прогресса загрязнение окружающей среды. Это означает, что в почвах, в водах, в воздухе, в растениях и, в конечно итоге, организме человека концентрируются вредные, токсичные вещества. Эти вещества не только нарушают жизненно важные функции, но и вытесняют из организма нужные для него, полезные вещества, а это приводит к еще большим нарушениям[104]. Тоже происходит и при действии токсических веществ на организм человека в производственных условиях.

Помимо вышеуказанных «глобальных» причин не меньшее значение для здоровья людей имеет нарушение питания на уровне регионов, населенных пунктов, семьи или индивидуального рациона. Полноценное питание означает регулярное поступление в организм многих веществ - белков, жиров, углеводов, витаминов, биоэлементов. И все эти вещества должны содержаться в пище в сбалансированное, полноценное питание - залог хорошего настроения и высокой работоспособности.

С другой стороны, недостаточное и несбалансированное питание приводит торможением роста и развития ребенка, частыми простудными и инфекционными заболеваниями. Подростки с недостатком в организме витаминов и биоэлементов труднее преодолевают «переходный» период, чаще болеют, менее устойчивы к воздействию вредных факторов (курение, алкоголь) [28,69,75].

Неправильное питание часто является причиной нарушения обмена веществ и развития сопутствующей патологии. Обычно это стойкие нарушения витаминного, минерального и других видов обмена. Стойкие нарушения обмена веществ сопровождаются длительно текущими, хроническими заболеваниями.

иммунодефицитных состояний и снижения устойчивости организма к инфекциям, увеличения числа случаев так называемых «болезней цивилизации» (ожирение, диабет, атеросклероз и др.). Неадекватным питанием во многом обусловлены низкая продолжительность жизни и высокая смертность населения России по сравнению с развитыми странами.

По оценкам отечественным специалистов, структура питания значительной части населения страны не соответствует реальным потребностям и научно избыточным содержанием в рационе животных жиров. Очень часто выделяется дефицит витаминов и биоэлементов (аскорбиновая кислота, йод, селен, железо и пр.) [69,71].

Во многих регионах остро стоит проблема качества продовольственного сырья и пищевых продуктов, а также качества питьевой воды. Эти проблемы в полной мере характерны и для нашей страны.

В современных условия жизни и деятельности человека особое значение приобретает повышение биологической ценности питания, которое призвано сыграть важную роль не только в повышении общего уровня здоровья, но и в предупреждении ряда заболеваний. Это обусловлено тем, что биологическиактивные вещества обладают провитаминами, антиканцерогенными и иммуноферментативными свойствами. Они участвуют в механизмах устойчивости организма к инфекциям и влиянию неблагоприятных факторов внешней среды, что представляет особую актуальность в современных экзогенных условиях жизни человека.

Перспективным источником получения биологически активных веществ является молоко, и в частности, вторичные молочные ресурсы.

Одним из направлений расширения ассортимента эмульсионных соусов пониженной калорийности и повышенной биологической ценности является обогащение их белково-углеводным молочным сырьем. В условиях дефицита белка в питании, а также различных компонентов пробиотической направленности, наибольший интерес представляет собой пахта и ее концентраты. Промышленная переработка молока связанна с получением значительного количества вторичного молочного сырья, так называемого, белкого-углеводного, которое обладает ценными пищевыми и биологическими свойствами. Его используют для производства новых продуктов питания. Однако, не смотря на большие достижения в области переработки вторичного молочного сырья и охраны окружающей среды от загрязнений, эта задача до настоящего времени полностью не решена в большинстве стран мира.

В соответствии с теорией здорового питания, идеи которого в настоящее время внедряются во всем мире, пищевые продукты, в том числе и эмульсионной природы должны содержать ингредиенты, помогающие организму противостоять болезням современной цивилизации или облегчить их течение, замедлять процессы старения снижав влияние неблагоприятной экологической обстановки.

Применяя продукты глубокой переработки вторичного молочного сырья для производства масложировых эмульсий продуктов, мы решаем две задачи:

обогащение продуктов питания абсолютно натуральными ингредиентами с выраженной функциональной направленностью и экологизация пищевой промышленности[57,61].

В связи с тем, что в последнее десятилетия в нашей стране наблюдается неумолимый рост числа хронических заболеваний, причиной которых является несбалансированное питание, к пищевым продуктам стали относиться как к эффективному средству поддержания физического и психического здоровья.

Важное значение в питании человека приобретает потребление продуктов липотропной направленности, которые обеспечивают нормализацию жирового обмена.

1.2. Перспективы использования вторичного молочного сырья при переработке молока: пахта и молочные концентраты из нее 1.2.1. Характеристика пахты и ее химический состав Вторичное молочное сырьё (ВМС) – важный сырьевой резерв для производства пищевых продуктов. Общие его ресурсы составляют около 70 % переработочного молока и достигают ежегодно в России 15 – 20 млн т. Это требует специального подхода к организации промышленной переработки ВМС и являются основой при создании безотходных производств [ 58,61].

В современных условиях важное значение в питании человека приобретает создание продуктов липотропной направленности, которые обеспечивают противоатеросклеротический эффект и нормализацию жирового обмена. В наибольшей степени требованиям липотропности отвечает питание повышенной биологической ценности и пониженной калорийности [25,61]. Этим требованиям удовлетворяют низкожирные углеводосодержащие молочные продукты. Они являются объектами инновационных технологий в индустрии питания. В условиях дефицита питания, наибольший интерес при производстве эмульсионных продуктов представляет собой такой вид нетрадиционного молочного сырья как пахта.

Пахта (пахтанье - народное, сколотина – древнерусское) – нормальный побочный продукт при производстве сливочного масла. Она является важнейшим вторичным ресурсом отрасли. Пахта обладает уникальными свойствами, что позволяет отнести этот вид молочного сырья к диетическому, а продукты из него к лечебным [25,61].

Пахта – высококачественное диетическое молочное сырьё. Образуется на стадиях сбивания или сепарирование сливок при производстве сливочного масла, и представляет собой их жидкую несбиваемую часть.

Объемы производства, состав и свойства позволяет отнести пахту к полноценному молочному сырью, предназначенному самой технологией для получения продуктов питания. В условиях рыночной экономики пахта дополнительный сырьевой ресурс для получения значительной прибыли.

Пахта и продукты, получаемые из пахты, при соблюдении требований технологии, санитарии и гигиены, выполненной все функции питания:

энергетическую, пластическую, биологическую и иммунную [25]. И именно это исторически сформировало у профессионалов бережное отношение к пахте не как к отходу маслодельного производства, а как к слабо используемому резерву.

Пахта по статистике относится к отходам молочного дела, а на практике (по цене) приравнивается к обезжиренному молоку, но к сожалению пока массового интереса к этому уникальному молочному продукту.

Пахта полностью соответствует античным представлениям о питании (кроветворении), теории сбалансированного питания, в том числе по соотношению липидов, белков, углеводов и современной теории адекватного питания, особенно в части нутриентов (микрофлоры).

Необходимо подчеркнуть, что чистая пахта и получаемые из нее продукты питания, обогатители и наполнители (полуфабрикаты), обладают 100% -ной доброкачественностью, абсолютно безвредны, имеют определенную энергетическую ценность, высокую усвояемость, полный набор питательных веществ, достойные органолептические свойства, биологически ценны и физиологически активны в плане аутоинтоксикации (охрана внутренней среды человека) и, наконец, имеют низкую, в сравнении с другими пищевыми продуктами, стоимость. Пахта практически не обладает атерогенными свойствами. Потребление пахты ничем не лимитируется и может быть рекомендовано всем возрастным группам, в том числе людям пожилого возраста[25].

Конкретная значимость пахты и получаемых из нее продуктов питания может быть подтверждена информацией о ее особой биологической ценности, К.С. Петровского[102].

Ценность пахты обусловлена наличием в ней группы противосклеротических веществ: белково-лецитинового комплекса и полиненасыщенных жирных кислот, витамина Е. Практически это достигается за счет перехода в пахту оболоченного белково - жирового комплекса и фосфолипидов. При производстве сливочного масла способом сбивания в пахту переходит до 70% фосфолипидов сливок. Из них особое значение имеет лецитин, который, образуя с белками высокоактивный белково-лецитиновый комплекс, участвует в жировом обмене веществ[58]. Считается, что в таком активном виде лецитин, кроме пахты, нигде в природе не встречается. Регулируя интенсивность всасывания жира, лецитин предотвращает образование и накопление в организме избыточных количеств холестерина, способствует его расщеплению и выведению из организма. В этом заключается роль пахты в профилактике и даже лечении атеросклероза[102].

На рисунке 1.2 представлена диаграмма назначения и использования пахты в различных видах питания.

Назначение и использование пахты в различных видах малоподвижном образе жизни Рис. 1.2. Назначение и использование пахты в различных видах питания Таким образом, необходимо отметить следующее. Пахта является ценным видом сырья животного происхождения, получаемого как побочный продукт при выработке сливочного масла традиционными способами, обладает множеством свойств, благоприятно воздействующих на организм человека.

Жир пахты выгодно отличается от жира сливочного масла и других видов молочного сырья. В пахте обнаружено шесть основных фракций липидов, содержащих ряд физиологически активных веществ, в т.ч. полиненасыщенных.

Жирные кислоты, стерины, жирорастворимые витамины и, как было указано ранее, фосфолипиды. Полиненасыщенные жирные кислоты в пахте представлены арахидоновой, линолевой, линоленовой, которые играют важную роль в нормализации жирового и особенно холестеринового обмена, что способствует укреплению стенок кровеносных сосудов и предохраняет печень от ожирения[83].

Особенностью жира пахты является высокая степень дисперсности его. Это облегчает процессы эмульгирования и омыления жира желчными кислотами (холевой, гликохолевой, и таурохолевой) и повышает усвояемость до 94-96%.

Следовательно, несмотря на невысокое содержание жира в пахте, он обладает высокой биологической активностью и оказывает на организм человека положительное воздействие. От молока цельного и обезжиренного пахта отличается содержанием жира в 7-10 раз. Компонентный состав пахты не постоянен и зависит от состава и свойств исходного сырья и методов производства масла.

Липиды пахты представлены следующими основными фракциями:

фосфолипиды, моно - и диглицериды, свободные жирные кислоты, триглицериды, углеводороды и стерины. Массовая доля этих фракций в пахте с массовой долей жира 0,3% составляет в таблице 1. Массовая доля фракций липидов Фосфолипиды (совместно с неидентифицированной 54,6…60, фракцией) Стерины (совместно с неидентифицированной фракцией) 33,1…35, Свободные жирные кислоты + 1,3-диглицериды 15,3…17, Характерной особенностью липидов пахты является содержание в них значительного количества жирных кислот, в том числе и низкомолекулярных.

Жирнокислотный состав пахты представлен в таблице 1. Жирнокислотный состав пахты Жирные кислоты, 285,00±0,64 Изопальмитиновая 3,99±0, Капроновая (С6:0) 3,42±0,11 (С16:0) Каприловая (С8:0) 2,57±0,07 Стеариновая (С18:0) 30,78±0, Пеларгоновая (С9:0) Следы Ненасыщенные:

Каприновая (С10:0) 6,27±0,17 Лауролеиновая Следы Ундециловая (С11:0) Следы Миристолеиновая 5,99±0, Лауриновая (С12:0) 11,69±0,31 Пальмитолеиновая 7,69±0, (С13:0) Изомиристиновая 0,85±0,05 Линолевая (С18:2) 7,98±0, (С14:0) Миристиновая 27,64±1,13 Линоленовая (С18:3) 2,57±0, (С14:0) Пентадециловая 5,13±0, (С15:0) В биологическом отношении достоинства пахты состоит в относительно фосфолипидов, уровень которых ней больше чем в 2 раза превышает содержание в масле [83,102].

Фосфолипидов здесь в 1,4 раза больше, чем в цельном молоке и в 11 раз больше, чем в обезжиренном. По мнению ряда исследователей, в состав фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, фосфатидлинозитол, сфингомиелин, лизофосфатидилхолин и фосфатидилхолин. На долю холинсодержащих соединений приходится от 42 до 52% от общего количества фосфолипидов.

Фосфолипиды играют первостепенное значение в нормализации жирового и холестеринового обмена, оказывают противоатеросклеротическое действие и улучшают состояние организма человека при сердечно сосудистых заболеваниях (таб.1.4) Содержание фосфолипидов и холестерина в пахте, полученных при различных способах изготовления масла, мкг/100г Сливочное масло/пахта при:

преобразовании фосфорсодержащих комплексов, в частности нуклеиновых структур в ядре клеток различных тканей и органов человека. Именно в пахте лецитин находится в наиболее активной, связанный с белком форме, поэтому она может быть рекомендована для повседневного питания пожилым людям, беременным женщинам и детям. Холин пахты оказывает благоприятное влияние на состояние центральной нервной системе и печени, поэтому продукт полезен при их поражениях. Способность холина противодействовать развитию жировых отложений в аорте и коронарных сосудах позволяет отнести его к средствам профилактики атеросклероза[102].

Углеводный состав пахты представлен в основном лактозой и продуктами ее гидролиза – глюкозой и галактозой, имеются сведения о присутствии пентозы и лактулозы.

Минеральный состав пахты содержит около 75% минеральных веществ молока. В пахте обнаружены как макро -, так и микроэлементы. Минеральный состав пахты с массовой долей долей золы 0,69% [ 24,80] приведен в таблице 1. Минеральный состав пахты Рис. 1.3. Основные функции минерального комплекса пахты Витамины пахты аналогичны витаминам цельного молока. В пахте содержаться как водорастворимые, так и жирорастворимые витамины.

Количественный состав витаминов пахты приведен в таблице 1.6.

Витаминный состав пахты Водорастворимые витамины:

Жирорастворимые витамины:

Кроме витаминов, в пахте содержатся витаминоподобные вещества, к которым относится холин. Массовая доля холина достигает 566000 мкг/кг пахты.

Количественное соотношение витаминов в пахте, полученной при выработке масла различными способами, различно.

Таким образом, характеризуя химический состав пахты, как сырьевого ресурса для производства пищевых продуктов, необходимо обратить внимание на следующее. Молочного жира в пахте примерно в 10 раз больше, чем в обезжиренном молоке. К тому же он находиться в хорошо диспергированном состоянии с размером основной части жировых шариков менее 1мкм, что равноценно гомогенизированному цельному молоку. Химический состав пахты является полноценным за счет присутствия всей гаммы белковых соединений молока, в т.ч. казеина, сохранения углеводного и минерального комплексов обогащенных липидных фракций за счет фосфолипидов, летучих жирных кислот, полиненасыщенных жирных кислот с конъюгированными связями и БАВ.

1.2.2. Технологические свойства пахты и их применение Технологические свойства пахты зависят от ее состава и физикохимических показателей. Показатели, характеризующие физические свойства пахты, аналогичны показателям обезжиренного молока.

1. Кислотность пахты зависит от способа производства и вида вырабатываемого масла. Пахта, полученная при выработке сладкосливочного масла методом сбивания, имеет титруемую кислотность в пределах 18…20°Т (активную кислотность – 6,53…6,59), а кислосливочного - 40°Т; пахта, полученная от производства масла методом преобразования высокожирных сливок, - 17..18°Т (рН 6,52…6,60). Данное технологическое свойство позволяет широко использовать пахту для производства различных напитков из нее, в т.ч. и кисломолочных.

Пахта достаточно широко используется в ряде стран для производства различных диетических натуральных и кисломолочных напитков, а также разнообразных подвидов с наполнителями и ароматизаторами, сухих и сгущенных концентратов, детского питания и добавок в пищевые продукты. В Австралии[83], например, разработан аналог сливочного масла на основе пахты, обладающей повышенной пластичностью, стойкостью. Жители Болгарии[83] готовят из пахты целую гамму кисломолочных напитков, добавляя в них для аэрации хлебопекарные дрожжи и молочнокислые стрептококки.

В Германии [25] из пахты вырабатывают не только напитки, но и взбитые сливки, творог, сыр и масло.

Из пахты вырабатывают не только напитки, но и взбитые сливки, творог, сыр и масло. Пахта - один из традиционных ингредиентов ирландского хлеба, который в результате реакции молочной кислоты с содой и разрыхлителям получается очень пышным и невероятно вкусным.

Пахта «Лето» вырабатывается из натуральной пахты из сладко-сливочного масла и концентрата сывороточных белков, полученного ультрафильтрацией (СБК-УФ)[61].

В зависимости от применяемых добавок продукт вырабатывается трех типов: пахта «Лето» без добавок, а так же пахта «Лето», обогащенная добавлением сывороточных белков и мандаринового сиропа.

Лечебно-профилактическая ценность пахты «Лето» достигается, благодаря использованию специальной закваски нового типа, в состав которой входят молочнокислые палочки стрептококки, устойчивые к антибиотикамтетрациклину и пенициллину [25,83]. Это позволяет рекомендовать пахту «Лето», обогащенную в качестве продукта, способствующему восстановлению микрофлоры кишечного тракта в период после лечения больных антибиотиками, т.е. в целях профилактики дисбактериоза. С другой стороны новый продукт оказывает стимулирующее действие на функции желчевыделения, улучшает состояние поджелудочной железы и всасывательную способность кишечного тракта.

Пахта свежая, пахта «Идеал», пахта «Российская», пахта «Бодрость - это напитки из свежей пахты, полученной при изготовлении сладкосливочного масла, вырабатываемые, в том числе, с использованием различных вкусовых наполнителей. Производство осуществляется по следующей технологической схеме:

приемка и подготовка сырья, нормализация, внесение наполнителей (если этого требует рецептура), пастеризация, гомогенизация, охлаждение, розлив, укупоривание, хранение готового продукта[26,58].

Пахта «Идеал» сквашенная, пахта «Диетическая», пахта сквашенная, напиток «Свежесть», кисломолочный напиток «Вильнюс», напиток «Школьный», кисломолочный напиток «Новинка», напиток «Пахта сладкая», кефир из пахты – это напитки из пахты сквашенной.

Технологический процесс производства напитков осуществляется по схеме:

приемка и подготовка сырья, нормализация и внесение наполнителей (при их использовании), пастеризация, гомогенизация, охлаждение до температуры заквашивания, заквашивание резервуарным либо термостатным способом[58,61].

Пахта «Идеал» сквашенная производится из сырья, полученного при выработке сладкосливочного масла с добавлением пастеризованных сливок и сквашиванием смесью заквасок чистых культур ацидофильной палочки и диацетилобразующего молочнокислого стрептококка. Готовый продукт имеет чистый кисломолочный вкус, однородную консистенцию, напоминающую жидкую сметану со свойственными данному продукту вязкостью и тягучестью, белый со слегка желтоватым оттенком, равномерный по всей массе цвет.

2. Сгущение и сушка пахты проводится при выработке сгущенных и сухих продуктов из пахты. Все компоненты, содержащиеся в исходной пахте, концентрируются. При этом отмечено снижение содержания свободных аминокислот, общего фосфора, кальция, холестерина, фосфолипидов.

Упругость паров пахты, полученной от производства масла способом преобразования высокожирных сливок, при температуре кипения 60°С численно равна величине остаточного давления в вакуум-выпарной установке. Пахта, полученная при производстве масла способом сбивания, имеет меньшую упругость паров, что ведет к повышению разрежения в аппарате и удлиняет процесс сгущения [2,61,102]. Данное технологическое свойство позволяет использовать пахту для производства молочных консервов и концентратов из нее.

В случае необходимости длительного хранения, полного и рационального использования имеющихся ресурсов пахты, возможно производство концентратов и молочных консервов из нее.

Пахта сгущенная с сахаром вырабатывается из пахты, нормализованной по жиру и сухому обезжиренному остатку (СМО), выпариванием из нее части воды и консервированием сахарозой. Пахту, предназначенную для сгущения, сепарированием части пахты. Нормализацию проводят для установления определенного соотношения между жиром и СМО. Из резервирующей емкости ее подают при непрерывном перемешивании в пастеризатор и нагревают до 85-87°С.

термостатирующими рубашками и плотно закрытыми крышками), откуда она подается в вакуум- выпарную установку. Одновременно в нее подают предварительно подготовленный сахарный сироп в виде водного раствора с концентрацией сахара 70-75%. Процесс сгущения ведут при оптимальных режимах для данной установки с тем, чтобы обеспечить минимальную продолжительность сгущения. Затем пахту охлаждают и фасуют в деревянные и фанерно-штампованные бочки или металлические фляги. Готовый продукт хранят при температуре не выше 10 С и влажности 75%. Продолжительность хранения до 3х месяцев со дня выработки [58,61].

Пахта сгущенная с сахаром имеет сладкий вкус с выраженным привкусом пастеризации без посторонних привкусов и запахов, консистенция однородная по всей массе, нормально вязкая. Цвет белый с кремовым оттенком, равномерный по всей массе (табл. 1.7).

Физико-химические показатели пахты сгущенной с сахаром Молочно белковый концентрат (МБК) из пахты – инновационно новый продукт. Это сухой порошок представляющий собой белковый комплекс из казеина и сывороточных белков (таб.1.7). МБК превосходит полужирный творог по содержанию сухих веществ на 2,6 %, по содержанию белка - на 1,4%. Может быть получен путём осаждения белков молока, смешением молочных продуктов (СОМа и казеина) или способом ультрафильтрации. Характеристика МБК из пахты представлена в таблице 1.8.

Характеристика молочно-белкового концентрата из пахты Вкус и запах При восстановлении сухого порошка водой, МБК представляет собой полуфабрикат с мягкой связанной, однородной консистенцией, напоминающей творог. Однако у молочно-белкового концентрата более высокая пищевая и биологическая ценность, чем у творога: он содержит белки, более богатые, чем казеин, незаменимыми аминокислотами. Увеличивается также содержание в продукте жира, зольных элементов, безазотистых экстрактивных веществ.

Следовательно, при его производстве гораздо полнее используется пищевой потенциал молока.

Основным моментом использования МБК из пахты в производстве эмульсионных жировых продуктов является возможность исключения из рецептуры соуса яичного порошка – основного эмульгирующего и структурирующего компонента жировых эмульсий прямого типа. МБК из пахты, полученный совместным осаждением казеина и сывороточных белков, обладает высокими функциональными свойствами, благодаря чему может быть использован как полноценный заменитель яичного порошка при производстве эмульсионных соусов нового поколения.

Белковый концентрат может быть использован как пищевой продукт в натуральном виде, после биологической обработки микроорганизмами (кефирный грибок, ацидофильная палочка), имеет вязкую сметанообразную консистенцию.

Белковый концентрат испытан в качестве наполнителя при производстве аналога сливочного масла. При этом удалось массовую долю жира в готовом продукте снизить до 45 % [38,45].

Десерты из пахты вырабатывают путем высушивания на сублимационных сушилках сгущенной пахты с плодово- ягодными соками. Десерты из пахты выпускают в виде небольших брикетов, внешне похожих на пастилу и имеющих приятный вкус и запах, свойственные пахте и введенной добавке. Десерт употребляют в пищу в сухом виде без предварительного растворения в воде.

Физико-химические показатели десерта следующие:

массовая доля жира - не более 6%, массовая доля сахарозы - не более 13%.

Таким образом, пахта, благодаря своему химическому составу и технологическим свойствам должна быть и используется для производства различных продуктов питания.

1.3. Лактулоза, ее применение и пребиотические свойства микрофлоры применяются продукты, изготовленные с добавлением живых культур пробиотических микроорганизмов (Bifidobakterium, Lactobacillus, Propionibacterium и др.) и пребиотиков, или бифидогенных факторов [110,111]. К пребиотикам относятся разнообразные по строению, природе и свойствам вещества. Наиболее изученной и высокоактивной из них является лактулоза.

Учитывая высокую бифидогенную активность лактулозы, которая признана в мире «бифидус-фактором №1» (2004г.- XXI Международный молочный производства и применения (рис. 1.).

Рис. 1.4. Основные пребиотические действия лактулозы Лактулоза (4-О-бета-D-галактопиранозил-D-фруктоза) — дисахарид, состоящий из остатков молекул галактозы и фруктозы, синтетический стереоизомер молочного сахара — лактозы. В природе не встречается [60].

Лактулоза представляет собой продукт глубокой переработки молока.

Сырьем для ее производства служит молочный сахар, который получают из молочной сыворотки. Лактулоза не переваривается в верхнем отделе желудочнокишечного тракта, а поступает в толстую кишку в неизменном виде, где создает питательную среду для роста и развития бифидобактерий, способствует их бифидодобактериями органические кислоты подавляют развитие патогенной микрофлоры кишечника. Установлено, что лактулоза улучшает моторную функцию толстой кишки, активизирует иммунитет, способствует усвоению кальция, синтезу витаминов и важных для организма биологически активных веществ. При ежедневном употреблении взрослыми людьми 3 г лактулозы относительное содержание бифидобактерий повышается с 3 до 47,4%. При этом отмечается значительное снижение токсичных продуктов белкового распада в кишечнике. Многочисленные исследования физико-химических свойств лактулозы доказали ее лечебные и профилактические свойства, что стимулировало внедрение лактулозы как в фармацевтическую, так и пищевую промышленности.

Пищевые продукты, обогащенные лактулозой, впервые появились в Японии в 80-х годах прошлого века. Компания "Моринага Милк Ко" [84,111], вот уже более 20 лет производит молочные продукты, обогащенные лактулозой. Однако, и в нашей стране, начиная с 2000 года ассортимент лактулозосодержащих продуктов значительно расширился [111]. В основном, линейка продуктов пробиотической направленности представлена молочными продуктами. Это вполнее обоснованно и имеет доказательную базу. Это различные кисломолочные напитки, творожки торговой марки «Агуша», линейка продуктов Вiomax от компании Вимм Билль Данн и т.д.

Также сейчас расширяется ассортимент хлебобулочных изделий, напитков и соусов с лактулозой. Что же касается масложировых продуктов, то следует отметить, что перспектива использования лактулозы очень велика. В частности, эмульсионные соусы можно отнести к наиболее перспективным продуктам питания с точки зрения функциональности, так как эти продукты питания имеют рецептурный состав, которым можно варьировать. Обогащая соусы пребиотиком №1, возможно значительно расширить их полезные и функциональные свойства.

Особую актуальность приобретает возможность подбора функциональных ингредиентов, которые одновременно с технологическими свойствами по формированию структуры эмульсий способны выполнять задачу обеспечения организма биологически активными веществами. По прогнозам специалистов пищевой промышленности и медиков, за лактулозой стоит большое будущее. Она будет играть исключительно важную роль в поддержании физического здоровья и в увеличении продолжительности активной жизни человека.

В медицине лактулоза, за более чем 40-летнюю историю использования, хорошо изучена и широко применяется при лечении дисбактериоза кишечника, печеночной энцефалопатии, хронических запоров, сальмонеллеза и пр.

[60,61,84,113].

различными фармацевтическими компаниями. В большинстве стран мира свидетельствует о всеобщем признании безопасности лактулозы.

Лактулоза относится к классу веществ пребиотиков, то есть она:

- не расщепляется пищеварительными ферментами в верхних разделах желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), - в неизмененном виде достигает нижних разделов ЖКТ (толстой кишки), - избирательно стимулирует рост и развитие защитной (полезной) микрофлоры кишечника - бифидобактрий, лактобактерий и прочее.

Лактулоза, так же используется в ветеринарии [58,61], в качестве кормовой добавки, обеспечивающей профилактические свойства кормов, и в, косметике [110], как ингредиент разного рода кремов, обеспечивающий защиту от кожного дисбактеоза.

В настоящее время существуют, разработаны, однако массово не внедрены рецептуры майонезов с использованием лактулозы. Примером является майонез, обогащенный лактулозой [77,85].

Данный майонез позиционируется как лечебно-профилактический, разработан Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU) и включает в себя масло растительное рафинированное, дезодорированное, яичный порошок, молоко сухое обезжиренное, горчичный порошок, соду пищевую, сахар, соль, уксусную кислоту, воду, дополнительно содержит лактулозу (рис. 1.9).

Процентное соотношение компонентов майонеза, содержащего лактулозу, % Масло растительное рафинированное дезодорированное 65, Вода Полученные физико-химические свойства продукта соответствует требованиям ГОСТ: майонез имеет удовлетворительную, однородную консистенцию, вкус слегка острый, кисловатый, без выраженной горечи, с запахом и привкусом горчицы и уксуса, цвет – кремовато-желтый, однородный по всей массе, кислотность – 0,68 %, стойкость эмульсии - 98% неразрушенной эмульсии, вязкость – 7,6 Па.с.

Введение в состав рецептуры лактулозы не оказывает отрицательного влияния на органолептические, физико-химические свойства готового продукта.

Добавление лактулозы в состав майонеза позволяет стимулировать рост бифидобактерий в кишечнике, улучшить работу желудочно-кишечного тракта, усилить свойства энтеросорбентов токсичных химических элементов.

Однако, проанализировав вышеукзанную рецептуру, нами был сделан вывод о том, что данный продукт не может нести высокое функциональное значение, т.к. продукт, произведенный по данной рецептуре, несовершен по масложировому составу, содержит уксусную кислоту, в то время как, основная тенденция масложировой промышленности направлена на уменьшение и, повозможности, исключение этого агрессивного, в отношении желудочнокишечного тракта, компонента.

1.4. Биойод: перспективы использования в продуктах питания распространенных неинфекционных заболеваний человека. Более чем для 1,5 млрд жителей Земли, проживающих практически на всей территории России и континентальной Европы (за исключением стран Скандинавии, Австрии и Швейцарии), в центральных районах Африки и Южной Америки, существует повышенный риск недостаточного потребления йода, примерно у 700 млн человек имеется эндемический зоб, а у 40 млн - выраженная умственная отсталость в результате йодной недостаточности[81,112].

В России преобладает легкий и умеренный недостаток йода. Около 100 млн человек (примерно 2/3 населения) проживают на территориях с недостатком йода в воде, почве и продуктах питания местного происхождения. Все это приводит к тому, что по независящим от нас причинам мы каждый день недополучаем йод.

Наиболее широко дефицит йода и эндемический зоб распространены в предгорных и горных местностях (Северный Кавказ, Урал, Алтай, Сибирское плато, Дальний Восток), а также в Верхнем и Среднем Поволжье, на Севере и в центральных областях европейской части страны. Практически на всей территории России потребление йода с пищей и водой снижено.

Следует отметить, что ряд областей России, пострадавших при аварии на Чернобыльской АЭС такие как Брянская, Тамбовская, Тульская, Орловская, Калужская сейчас также являются эндемичными по зобу. Дефицит йода обусловил повышенное накопление радиоактивного йода в щитовидной железе у значительного числа жителей (особенно у детей) вскоре после аварии и ныне является фактором повышенного риска развития онкологических заболеваний. По данным Калужского областного центра медицинской профилактики населения суточное потребление йода составляет 80-90 мкг на человека, что меньше в два раза по сравнению с нормой.

Чем опасен йододефицит для человека? Наиболее распространенным и потому наиболее очевидным последствием йододефицита является увеличение щитовидной железы (зоб). Недостаточность йода влияет на репродуктивную функцию женщин, что может привести к невынашиванию беременности или рождению мертвого плода. У новорожденного дефицит йода приводит к нарушению развития центральной нервной системы и формированию умственной отсталости. От дефицита йода страдает не только мозг ребенка, но и его слух, зрительная память и речь[81]. Дети, испытывающие йододефицит, отстают в умственном и физическом развитии. Им трудно осваивать новые знания и навыки.

В масштабах страны снижение умственных способностей подрастающего поколения - это угроза ее национальной безопасности.

производство и потребление эмульсионных масложировых соусов нового поколения, обогащенных натуральной пищевой добавкой Биойод [8,11,81].

ферментативного йодирования аминокислотных остатков тирозина и гистидина в сывороточных белках коровьего молока, дополнительной очистки и концентрирования с помощью мембранной микро- и ультрафильтрации с последующей сублимационной или распылительной сушкой продукта[8,64].

Основными преимуществами данного белка являются:

Состав и строение йодированного белка не отличаются от природных йодсодержащих белков, находящихся в продуктах животного и растительного происхождения, к потреблению которых эволюционно приспособлен организм человека. Поэтому данные йодированные белки хорошо усваиваются, обеспечивают быструю и эффективную доставку йода в щитовидную железу и тем самым служат оптимальным источником дополнительного йода, а, следовательно, и эффективным средством профилактики йоддефицитных заболеваний.

«Биойод» прошел испытания в клинике лечебного питания при Институте питания РАМН, научно доказана его безвредность.

Удобство применения, так как выпускается в виде биологически активной добавки, так и сырья для обогащения пищевых продуктов массового потребления.

Нутрицевтик «Биойод» надежно обеспечивает быстрое поступление в организм фиксированного количества йода в органической форме. Позволяет индивидуально подбирать дозировку с учетом степени йодной недостаточности и физиологических потребностей конкретного человека.

Включение в рацион обогащенных йодированными белками «Биойод»

продуктов питания позволяет охватить профилактическими мероприятиями широкие слои населения, не меняет вкусовые привычки, хорошо воспринимается психологически.

Неоспоримым является тот факт, что одним из важнейших физиологически активных микроэлементов, несущего огромное значение для нормальной жизнедеятельности организма человека, является йод.

Этот редкий, но чрезвычайно рассеянный в природе химический элемент, поступает в организм с пищей и водой, активно улавливается из крови, и используется для образования гормонов щитовидной железы – тиреоидных гормонов, основной функцией которых является поддержание нормального обмена веществ в клетках организма [8,64]. Гормоны щитовидной железы регулируют практически каждый процесс в организме – дыхание, прием пищи, сон, движение, а также процессы во внутренних органах – от сердцебиения до репродуктивной системы. Недостаток йода в организме может привести к ряду, так называемых, йододефицитных заболеваний. Особенно опасен дефицит йода для детей, подростков, беременных и кормящих женщин.

Дефицит йода – это проблема для 153 стран мира. В Европе только 4 страны никогда не сталкивались с дефицитом йода и его последствиями, это — Исландия, Финляндия, Норвегия и Швеция[11]. Ни одна страна в мире не имеет такого разнообразия природных условий как Российская Федерация. Однако, исследования микроэлементного состава почвы показывают, что подавляющая часть почв на территории России бедна йодом. Калужская область не является исключением. В среднем потребление йода здесь составляет 40-80 мкг в сутки, что в 2-3 раза меньше рекомендованной нормы, поэтому выпуск функциональных продуктов, обогащенных йодом, является очень актуальным на сегодняшний день.

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Схема проведения диссертационного исследования состояла в постановке экспериментальных работ.

По каждому направлению экспериментальных исследований были выбраны методы анализа и методы исследований, позволяющие получать необходимые характеристики объектов исследования.

2.1. Определение вязкости растворов полимеров Определение вязкости растворов полимеров в различных физикохимических условиях представляет интерес как для целей технологии, поскольку вязкость является характеристикой самих растворов и влияет на технологический процесс, так и для понимания физико-химических процессов в растворах полимеров.

Тем не менее, в виду того, что константы К и неизвестны, проведение вискозиметрических измерений для полимеров с неизвестными К и в условиях изменения физико-химических параметров (рН, концентрация эдектролита и др.) позволяет судить о размерах молекулярного клубка и о взаимодействии между макромолекулами в растворе.

Изучение вязкостного поведения растворов является наиболее удобным экспериментальным методом характеристики размеров гибких полимерных цепей, а также оценки молекулярной массы полимера.

В работе использовали вискозиметр Убеллоде, время истечения растворителя составляло 39 сек при Т = 20±1°С.

Вискозиметр имел термостатирующую рубашку. Температуру в термостате поддерживали с точностью до 0,1°С. Точность определения вязкости составляла 1%.

При расчете молекулярной массы полимера использовали значения характеристической вязкости его раствора в органическом растворителе. В соответствии с уравнением Марка-Хаувинка вычисляли средневязкостную молекулярную массу полимера:

Межфазное натяжение определяли по следующей методике.

Пластина должна быть очищена от окислов и поверхностных загрязнений.

Для этого пластинку опускают в водный раствор щелочи на 30 мин, затем прополаскивают водой, после чего опускают на несколько минут в хромпик и после этого промывают дистиллированной водой. Пластина из золота, Р=0,15 мг.

Вода должна быть профильтрована на угольном фильтре для очистки от ПАВ, рН воды равна 7.

Порядок работы:

- кювету измерений вымыть хромпиком;

- налить воду или водный раствор приблизительно наполовину;

- взвесить пластинку погруженную в воду;

- взвесить пластинку наполовину погруженную в воду, водный раствор и масло.

Вычисление – межфазного натяжения проводили по формуле:

где – межфазное натяжение, мДж/м2;

N - вес пластинки на половину погруженной в воду, мг;

N0 - вес пластинки погруженной в воду, мг;

l - толщина пластинки, мм, 10 мм.

2.3. Определение эмульгирующей способности молочных концентратов Для определения эмульгирующей способности молочных концентратов с различным содержанием белка эмульсию готовили по следующей методике.

Навеску эмульгатора помещали в сосуд из нержавеющей стали, заливали водой, термостатировали при 50С в водяной бане в течение 15 минут и, при перемешивании на мешалке МШ-1 со скоростью 80 об/мин, доводили до температуры 25-27°С, а затем вырабатывали в нее тонкой струйкой растительное масло. Грубую эмульсию диспергировали на лабораторном гомогенизаторе типа 3021 (ПНР) в течение 3 минут со скоростью вращения мешалки 5000 об/мин.

Стойкость эмульсии определяли центрифугированием на центрифуге при об/мин, в течение 5 минут, термостатированием в кипящей водяной бане в течение 3 минут и вновь центрифугированием.

Количество отслоившейся фазы (в %) рассчитывали по формуле:

где а - количество отслоившейся фазы в мл.

Колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2 предназначен для измерения в отдельных участках диапазона длин волн 315-980 нм, выделяемых светофильтрами: коэффициентов пропускания и оптической плотности жидкостных растворов, эмульсий, коллоидных растворов, а также определения концентрации веществ в растворах методом построения градуировочных графиков.

Прибор относится к типу объективных приборов, в основу которых положен принцип уравнений двух световых потоков — измерительного и компенсационного – при помощи переменной щелевой диафрагмы.

Этот метод используется для определения среднего размера частиц бесцветного (неокрашенного) золя. Он также может быть использован для определения степени дисперсности молочных концентратов, которые являются ограниченно растворимыми в воде и образуют мицеллы или агрегаты в водных растворах.

Суть метода заключается в том, что определяется зависимость оптической плотности Д растворов молочных концентратов от длины волны в области видимого света.

Метод спектра мутности позволяет судить об относительном изменении размеров агрегатов под действием физико-химических факторов, а также мицеллообразовании в растворах молочных концентратов.

2.5. Определение растворимости сухого молока В градуированную центрифужную пробирку на 10 мл отвешивают 1,25 г сухого цельного молока или 0,9 г обезжиренного (с точностью до 0,01 г), приливают 4-5 мл воды температурой б5-70°С, тщательно растирают содержимое стеклянной палочкой до получения однородной массы. Вынув палочку, споласкивают ее водой, которую встряхивают в ту же пробирку. После этого доливают пробирку водой по метки 10, закрывают резиновой пробкой, помещают на водяную баню с температурой 65-70°С на 5 мин, после чего пробирку энергично встряхивают в течение минуты и центрифугируют 5 мин при об/мин.

После центрифугирования отсчитывают объем осадка, по которому и судят о растворимости молока. Если осторожно перевернуть пробирку пробкой вниз, осадок виден лучше.

Растворимость молока Х (в %) рассчитывают по формуле:

где а – количество сухого молока, мл.

Растворимость сухого молока должна быть не менее 91%.

2.6. Определение гидростатического давления на устойчивость В качестве модельных эмульсий использовали 20%-ные (масло-водный раствор белка) эмульсии, полученные стандартным способом. Учитывая, что гидростатическое давление Р в слое эмульсии пропорционально квадрату скорости вращения центрифуги, в работе изучали влияние W2 на устойчивость эмульсий.

Готовую эмульсию разливали по цилиндрам и помещали в центрифугу.

Изучали кинетику расслоения эмульсии при различных скоростях вращения W. В случае прямой эмульсии частицы масла всплывают вверх, причем скорость перемещения границы расслаивания тем выше, чем больше скорость вращения центрифуги. Это связано с увеличением площади контакта между индивидуальными каплями эмульсий, т.к. действие, центробежной силы аналогично влиянию гидростатического давления на устойчивость эмульсий.

2.7. Определение седиментационной устойчивости модельных эмульсии Метод основан на измерении скорости седиментации капель эмульсии под действием силы тяжести. В случае прямой эмульсии частицы (окрашенные Суданом) всплывают вверх, при этом верхняя граница бесцветной области водной фазы перемелется вверх. Скорость вращения границы тем меньше, чем меньше размер частиц. Скорость вращения винта диспергатора и время диспергирования подбирается таким образом, чтобы полное расслоение произошло за несколько часов (т.е. размер частиц получается порядка нескольких микрон).

Модельный масло-водный раствор белка 20 %-ной эмульсии получали путем эмульгирования масляной фазы в водной дисперсионной среде в гомогенизаторе МРW-302 (Польша) в течение 5 минут при скорости вращения мешалки 1500 об/мин. Такой режим соответствовал получению эмульсии с наиболее узким распределением частиц по размерам. Полученную эмульсию быстро разливали по стандартным мерным цилиндрам объемом 50 мл и изучали кинетику ее расслоения. Отсчет времени вели от момента выключения гомогенизатора. По кинетическим кривым расслоения (V/V (t)) определили начальную скорость расслоения (V/V) как тангенс угла наклона касательной к начальной точке кинетический кривой. Устойчивость эмульсии характеризовали обратной начальной скоростью расслоения (V/V)-1.

2.8. Определение химических показателей образцов растительных масел Определение химических показателей образцов масел: кислотного, перекисного, цветного, йодного и карбонильного чисел; массовой доли фосфолипидов, влаги и неомыляемых веществ проводили с помощью методов анализа, приведенных в «Руководстве по методам исследования, технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности» (Ленинград, ВНИИЖ, 1967г., т. 1, 2; 1973г., т. 2; 1982г., т. 6, вып. 3) [153] и в соответствии с ГОСТ на «Масла растительные». Расчет показателей общей степени окисления масел «totox» проводили согласно международным стандартам I506886 [154, 155, 156, 157].

Анизидиновое число масел определяли с помощью метода и прибора «Rancimat», позволяющий определить индукционное время окисления масел.

Прибор «Rancimat» управляется персональным компьютером с помощью специальной программы, позволяющей получать измеряемые показатели в виде кривых и расчетных данных, сохранять в базе данных и изменять по заданным расчетным формулам. Образцы масел помещенные в измерительную установку (рис. 2.1), обрабатываются потоком воздуха при t 50-200С.

Рисунок 2.1. Измерительная установка измерительный сосуд и абсорбируются в раствор – дистиллированную воду, при непрерывной регистрации изменения электропроводности которой описывается процесс окисления масел.

Время индукции это время до точки перегиба кривой электро-проводимости раствора, характеризуемого определенной высотой и шириной пика, относительно времени, регистрируемого прибором и рассчитываемого по формуле I In(t ) In( A / B), где t – время; А, В – расчет-ные коэффициенты.

2.9. Определение жирнокислотного состава растительных масел исследуемого образца липидов, идентификации и количественном определении составляющих компонентов по площадям пиков в процентах.

Для получения метиловых эфиров пробы липидов в количестве 0,5 г помещали в колбу вместимостью 150 см 3, приливали 10 см3 абсолютного метанола, вводили 0,05 см3 5 %-ного раствора метилата натрия, присоединяли воздушный холодильник и кипятили на песчаной бане при температуре 75-80С в течение 1,5 ч. Затем отгоняли избыток спирта, содержимое колбы переносили в делительную воронку, ополаскивая колбу два раза диэтиловым эфиром, беря его каждый раз по 5 см3. В воронку добавляли 2 см3 воды и экстрагировали метиловые эфиры диэтиловым эфиром три раза, беря его по 10 см 3. Эфирные вытяжки промывали водой до нейтральной реакции по фенолфталеину, сушили безводным сульфатом натрия и фильтровали. Растворитель отгоняли, метиловые эфиры сушили в вакуум-сушильном шкафу при комнатной температуре.

В хромотограф вводили образец, для чего пробу метиловых эфиров набирали в инъекционный шприц, прокалывали им колпачок дозатора и вводили содержимое. Момент ввода пробы фиксировали на нулевой линии.

Для качественной идентификации параллельно при тех же условиях (скорость движения ленты, скорость газа-носителя, температура и т.д.) прописывали хроматограмму пальмитиновой кислоты, взятой как стандартную.

Затем проводили на хроматограмме прямую через основание пика от точки ввода пробы до прямой части нулевой линии выхода всех компонентов анализируемой смеси. Затем из максимумов высот пиков опускали на проведенную горизонтальную линию перпендикуляры и точно измеряли расстояние между перпендикуляром и отметкой впуска смеси на диаграмме. Такой же замер производили и для эталонной (стандартной) кислоты.

Для определения величины относительного удерживаемого объема определяли отношением времени удерживания анализируемой кислоты к времени удерживания стандартной. Полученное значение сравнивали с относительными удерживаемыми объемами, приведенными в таблице 2.1.

Величины относительных удерживаемых объемов Линолевая Линоленовая Для количественного определения содержания каждой кислоты в смеси определяли площадь пика. Принимая сумму площадей всех пиков за 100 %, вычисляли содержание каждой жирной кислоты С в % по формуле где Si – площадь пика определяемого компонента;

S i – сумма площадей пиков всех компонентов.

2.10. Определение общего содержания токоферолов в растительных Исследование образцов подсолнечного, пшеничного, рисовых отрубей, тыквенного и арахисового масел, а также их смесей проводили на спектрофотометре СФ-2М. Для определения содержания токоферолов омыление проводили в токе азота в колбе емкостью 50 мл с воздушным холодильником при нагревании на водяной бане. К навеске масла около 3 г добавляли пирогаллол в количестве 0,1 от веса взятого для анализа масла, приливают 12 мл метилового спирта и нагревают до кипения. Затем добавляли 3 мл 60%-ного водного раствора КОН и кипятили в течение 10-12 мин до полного омыления.

Объединенный экстракт промывали 2 раза 45 мл дистиллированной воды, один раз 5%-ным водным раствором КОН для удаления пирогаллола, затем снова водой до нейтральной реакции (по фенолфталеину). Эфирный экстракт переносили безводным сернокислым натрием, фильтрует через бумажный фильтр, эфир отгоняют в токе азота и остаток высушивали под вакуумом.

При анализе растительных масел является обязательной очистка пробы от каротиноидов. Исключение составляют лишь масла с низким содержанием каротиноидов (до 0,5 мг %). Для отделения каротиноидов высушенный остаток растворяли в 10 мл бензола, пропускали через колонку с диатомитом высотой мм (рис. 2.2) и промывали колонку 15-20 мл бензола. Элюирование прекращали, когда элюат оставался бесцветным при добавлении нескольких капель растворов,,-дипиридила и хлорного железа. Бензол отгоняли в токе азота и пробу высушивали под вакуумом. Полученный осадок растворяет в 10 мл растворителя (спирт, дихлорэтан). Разведением основного раствора готовили пробы для колориметрирования: к 0,5-4 мл его (в зависимости от содержания токоферола в пробе) добавляли растворитель до объема 4 мл. Приливали по каплям 1 мл раствора,,-дипиридила и 1 мл раствора хлорного железа. Реакцию проводили в темноте, измерения производили по отношению к контрольной пробе через 3 мин после добавления раствора хлорного железа на спектрофотометре в интервале 400-580 тц. Содержание токоферолов в граммах на литр ализируемой пробы в пересчете на -токоферол, определяли по градуировочным кривым (рис. 2.3, 2.4).

Содержание в процентах к весу пробы (X) вычисляли по формуле:

где СХ – объем анализируемого раствора в мл;

а – количество основного раствора, взятое для определения, в мл.

Рис. 2.2. Установка для очистки токоферолов:1 – колонка, 2 – слой диатомита, 3 – слой стеклянной ваты, 4 – приемник, 5 – колба Бунзена (в пересчете на -токоферол) при проведении реакции в растворах: 1 – спирта, 2 – дихлорэтана (СФ-2М, d=1 см Рисунок 2.4. Градуировочные кривые для определения токоферолов (в пересчете на -токоферол) при проведении реакции в растворах: 1 – спирта, 2 – дихлорэтана (ФЭК-М, d=1 см) 2.11. Определение органолептических показателей растительных масел Проводили по ГОСТу 5472-50 «Масло растительное. Определение запаха, цвета и прозрачности».

Для определения запаха масло наносили тонким слоем на стеклянную пластину.

Вкус определяли дегустацией масла при комнатной температуре. Масло считается нелоброкачественным, если в нем обнаруживаются дефекты вкуса и запаха: затхлость, запах плесени или гнили, запах старого масла, прогорклость, посторонние привкусы и запах.

Для определения цвета масла наливали в стакан из прозрачного и бесцветного стекла слоем не менее 50 мм и рассматривали в проходящем и отраженном свете на белом фоне.

Прозрачность масла определяли после отстаивания его в цилиндре в количестве 100 мл в течение 24 часов при комнатной температуре, отстоявшееся масло рассматривали на белом фоне в проходящем и отраженном свете. Этот показатель характеризует степень очистки масел от нежирных и жироподобных веществ, находящихся в масле во взвешенном состоянии. Прозрачным считается масла, не имеющее мути или взвешенных хлопьев. Чес выше сорт масла, тем больше его прозрачность и меньше количество отстоя.

2.12. Определение цветности растительных масел Проводили по ГОСТу 5477-69. «Масла растительное. Методы определения цветности». Цветность характеризует интенсивность окраски за счет наличия комплекса пигментов в маслах условных единицах от 0 до 100 по йодной шкале.

Определение цветного числа масел проводили по шкале стандартных растворов йода и выражали количеством миллиграммов свободного йода, содержащегося в 100 мл стандартного раствора йода, который имеет такую же интенсивность окраски, как испытуемое масло (при толщине слоя 1 см).

Шкала готовится зи 14 эталонов путем разведения стандартного водного раствора йода, в 1 мл которого содержится 1 мг йода (стандартный раствор готовили путем растворения 0,25 г йода и 0,5 г йодистого калия в 1 мл воды с последующим разведением в мерной колбе до 250 мл).

Степень разведения и цветное число этанолов указаны в таблице 2.2.

Приготовление шкалы (эталонов) для определения цветности растительных масел Номер Стандартный раствор Дистиллированная вода, Цветное 2.13. Ускоренный метод определения содержания влаги в В алюминиевую или фарфоровую чашку со стеклянной палочкой берут на технических весах навески эмульсии 5-6 г с точностью до 0,01г. Высушивание производят на закрытой электрической плитке при температуре 130-135°С, непрерывно перемешивая палочкой. Температура сушки контролируется термометром, помещенным в такую же бюксу с небольшим количеством растительного масла.

Конец высушивания (выпаривания) определяют по побурению осадка, прекращению вспенивания. После этого чашку с содержимым охлаждают в эксикаторе в течение 30 минут, затем взвешивают. Содержание влаги в эмульсии (в %) рассчитывают по формуле:

где а - масса чашки с навеской, г;

б - масса чашки с навеской после высушивания, г;

р - навеска соуса, г;

Р1 - содержание уксусной кислоты, %.

Расхождение между двумя параллельными определениями не должно превышать 0,02%.

2.14. Определение содержания жира в эмульсионных продуктах Исследование проводили методом экстракции в аппарате Сокслета. Новеску эмульсионного продукта (5 г) взвешивали на аналитических весах, тщательно смешивали в фарфоровой ступке с 15 г прокаленного сернокислого натрия и шпателям переносили в патрон. Ступку и шпатель протирали несколько раз ватой и помещали в экстрактор. К экстрактору, присоединяли чистую предварительно высушенную до постоянной массы при температуре 100 – 105°С колбу. Через предварительно разогнанный при 36,0°С этиловый эфир.

Колбу собранного аппарата нагревали на закрытой водяной бане.

Постепенно заполняя экстрактор, растворитель извлекает из навески масло и, достигнув высоты верхнего колена сифона, переливается в колбу. Через три часа проверяли полноту экстракции. Для этого, охладив колбу, быстро отсоединяли ее от экстрактора и собирали 1 – 2 капли растворителя с нижнего конца сифона экстрактора на чистое часовое стекло.

присоеденяли экстрактор снова и растворитель из колбы отгоняли на водяной бане в экстрактор. Колбу с жиром после отгонки растворителя сушили в сушильном шкафу в течение часа при температуре 100°С и взвешивали через каждые 15 мин. Масса считается постоянной, если отличается от предыдущей не более чем на 0,0004 г.

Содержание жира Х1 (в %) рассчитывали по формуле где p1 – масса колбы с высушенным жиром, г;

p2 – масса пустой колбы, г;

p – навеска продукта, г.

2.15. Определение кислотности эмульсионных продуктов Метод основан на реакции нейтрализации кислоты щелочью:

В коническую колбу на технических весах отвешивали около 2 г образца эмульсии, растворяли в 50 мл дистиллированной воды, перемешивали и титровали 0,1 н. раствором щелочи в присутствии индикатора фенолфталеина до слабо-розовой окраски. Кислотность Х (в %) рассчитывали по формуле:

где У – количество 0,1 н. раствора щелочи, израсходованное на титрование, мл:

К – поправочный коэффициент к титру 0,1 н. раствора щелочи;

0,006 – коэффициент пересчета на уксусную кислоту (для лимонной кислоты – 0,0064);

Р – навеска эмульсии, г.

2.16. Определение типа эмульсии методом разбавления Метод основан на принципе разбавления эмульсии дисперсионной средой в любых соотношениях. По этому методу в химический стакана с водой вносили несколько капель исследуемой эмульсии. Если крупные капли быстро превращаются в мелкие и последние распространяются по поверхности воды или вокруг капель образуется мутный слой, то это указывает на прямой тип эмульсии масло – вода. Если эмульсия прилипает к шпателю и с трудом или совсем не распределяется в воде, то она относится к эмульсии второго рода (вода – масло).

2.17. Определение вязкости эмульсионного продукта Данный прибор позволяет определять динамическую (эффективную) структурную вязкость в пределах от 10 -2 до 104 Па•с при определенных скоростях деформации от 0,2 до 1,3 • 103 с-1 в интервале температур от -30 до +150°С.

Перед измерением внутренний цилиндр закрепляли на оси измерительного вала. Навеску эмульсионного продукта 30 г взвешивали на технических весах, помещали в наружный цилиндр, который вставляли в муфту корпуса вискозиметра и закрепляли путем поворота приспособления для зажима. Оба цилиндра устанавливали в термостат на 30 мин при температуре 20°С. Прибор включали в сеть. Многопозиционный переключатель должен находиться в положении «А», переключатель скоростей - на 1 диапазоне. Касательное напряжение определяли при различных скоростях вращения цилиндра. Для этого измеряли величину, которая пропорциональна касательному напряжению. Для получения минимальной частоты вращения цилиндра рычагом устанавливали 1 ступень и по шкале прибора фиксировали отклонение стрелки на величину а.

Значение касательного напряжения находили по формуле где Z- постоянная цилиндра;

- показания прибора.

Значение динамической вязкости рассчитывали по формуле где - касательное напряжение, Па;

Dr - скорость деформации, с-1.

Так как консистенцию эмульсионного продукта характеризуют двумя значениями вязкости: наибольшей, определенной при минимальной частоте вращения цилиндра, и наименьшей, измеренной при максимальной частоте вращения цилиндра, то строили зависимости; динамическая вязкость – касательное напряжение.

2.18. Определение органолептических показателей эмульсионного Для определения вкуса брали в рот пробу продукта в количестве 10 г, держат во рту 30 с, не проглатывая, а затем удаляли.

Запах продукта определяли при комнатной температуре после предварительного размешивания эмульсионного продукта шпателем в банке.

Для определения цвета и однородности эмульсионного продукта его наносили шпателем на белую матовую стеклянную пластинку слоем 5 мм и рассматривали при рассеянном дневном свете, отмечая цвет и наличие посторонних включений.

Определение консистенции эмульсионного продукта производили при комнатной температуре. Для этого его верхний слой, находящийся в стеклянной банке, шпателем сдвигали в сторону; след от шпателя не должен заплывать в течение 30 с.

Пробирку заполняли до верхнего деления эмульсией, помещали в центрифугу и центрифугировали 5 мин со скоростью 1500 об/мин. Затем эту пробирку помещали в кипящую воду на 3 мин и снова центрифугировали 5 мин.

Стойкость эмульсий определяли по формуле:

где V – объем неразрушенной эмульсии, см 3;

10 – объем пробы эмульсии, см 3.

Определение показателя рН эмульсий проводили на приборе «рН-метр М»; перед началом измерений прибор калибровали по буферным растворам – 4.01 и 6.86, устанавливали температуру измерений, опускали электрод в объем исследуемого образца и снимали показания прибора.

2.20. Определение витаминной и антиокислительной активности Для определения витаминной (Е) и антиокислительной активности полученного эмульсионного продукта функционального назначения изучали состав токоферолов липидной фракции эмульсии непосредственно на хроматограмме методом фотоденситометрии.

Фотоденситометрическое определение токоферолов состоит из следующих этапов:

— нанесение на хроматографическую пластинку аликвотных частей стандартного раствора -токоферола и раствора выделенных неомыляемых веществ в смеси бензол – этанол (2:1, об.) — хроматографирование восходящим способом в подвижной фазе, пригодной для разделения токоферолов, например в системе растворителей гексан – диэтиловый эфир – бисульфат диэтилоксония – СН3СООН, 70:26,2:1,2:1;

последующее обнаружение пятен токоферолов в результате выдергивания пластины при 100—110С после опрыскивания ее смесью растворов АgNО3 и КМnO4.

— получение фотокопии хроматограммы контактным способом и ее денситометрирование на микрофотометре (МФ-4): сканирование пятен токоферолов по двум координатам и получение фотоденситограмм на бумаге.

— построение графика концентрационной зависимости (DS)1/2 — q на основе денситометрических данных для определения количества токоферола в пятне (где D — оптическая плотность пятна, определяемая как максимальное значение высоты одного из двух записанных на денситограмме пиков, полученных при взаимно перпендикулярном сканировании пятна, мм; S — произведение величин длины и ширины пятна, оцениваемых как основания пиков на денситограмме, полученных при сканировании пятна вдоль и перпендикулярно направлению развития хроматограммы, мм2; q — количество токоферола в пятне, мкг. Определение количества токоферолов в анализируемом образце проводят на основе указанного графика и значений параметров (DS)1/2, рассчитанных для исследуемых пятен.

формуле (в мг %):

где Vн— объем раствора неомыляемых веществ, мл;

Vq —объем раствора неомыляемых веществ, наносимых на пластину в виде пятна, мкл;

Рл — навеска липидов (жира), взята для омыления, г.

2.21. Статистическая обработка результатов измерений Оценку точности, проведенных методов анализа, осуществляли следующим образом. Вычислили среднее значение из проведенных измерений по формуле:

Погрешности отдельных измерений определяли как xi x xi.

Среднее квадратическое отклонение отдельного измерения при наличии резких отличий в показаниях вычисляли по формуле: S x Относительное отклонение для i-го определения определяли как Если вычисленное значение для любого i-го определения не превосходило по абсолютной величине табличного значения для выбранного уровня значимости (0,05) и числа степеней свободы f = n – 2, то принимали гипотезу об однородности результатов измерений. В противном случае оцениваемый результат относили к промаху и исключали из дальнейших расчетов. Значения 1 для уровня значимости 0,05:

Число свободы Значение надежности принимали равным а=0,95, что является достаточной характеристикой точности измерения. По таблице определяли коэффициент Стьюдента ta(n) для заданной надежности и числа произведенных измерений.

Находили границы доверительного интервала (погрешность результата измерений): хразбр = tаnSх; значение ta(n) принимали из таблицы значений критерия Стьюдента, при уровне значимости 0,05 ta(n):

Число свободы Если значение погрешности измерений хразбр было сравнимо со значением погрешности прибора, то границы доверительного интервала определяли величиной х ta ( n ) S ( где — погрешность прибора; ka ta Окончательный результат определяли как х = x x Относительную погрешность результата серии измерений (%) вычисляли

ГЛАВА 3. МАРКЕТИНГОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ

МАЙОНЕЗОВ И МАЙОНЕЗНЫХ СОУСОВ В Г. КАЛУГЕ И КАЛУЖСКОЙ

ОБЛАСТИ

В данной главе представлены результаты маркетинговых исследований майонезов и майонезных соусов ведущих производителей России, а также маркетинговые исследования производства и потребления этой категории масложировой продукции в Калужской области.

Рынок майонеза Российской Федерации в основном принадлежит отечественным производителям, которые занимают порядка 93% структуры в натуральном выражении и 89% - в стоимостном выражении [1].

Рис. 3.1 Рынок майонеза в натуральном и стоимостном выражении Продукция отечественного производства пользуется явным приоритетом у потребителей, ее предпочитают более 90% россиян. Наиболее востребованы высококалорийные майонезы, хотя таковыми они уже называться не могут, ввиду вступления в силу нового Межгосударственного стандарта - ГОСТ 31701-2012 «Майонез и соусы майонезные. Общие технические условия», майонезами называются продукты жирностью не менее 50% и содержащие в своем составе яичный порошок в количестве не менее 1,0% в пересчете на сухой желток [33]. ГОСТ не трактует разделение майонезов на высококалорийные, среднекалорийные и низкокалорийные, как это было раньше. Но в основном, традиционно, производители выпускают майонезы жирностью 67%. На их долю приходится порядка 60% продаж.

В настоящее время самые большие объемы выпускает ЗАО «Эссен Продакшн АГ» (ЗАО «Essen Production AG»). Основным направлением деятельности компании является производство майонеза под торговой маркой «Махеевъ». В 2012 году ее доля в суммарных объемах производства составила 19%. Около 14,5% рынка принадлежит холдингу НМЖК, в состав которого входят ОАО «Нижегородский МЖК», ОАО «Самарский ЖК», ОАО «Пермский маргариновый завод». Основные торговые марки холдинга – «Ряба», «Сдобри», «Нежный», «Застолье», «Астория». Объемы, производимые предприятиями холдинга «Солнечные продукты», составляют более 12% от суммарных объемов по России. В состав холдинга входят ОАО «Московский жировой комбинат», ОАО «Жировой комбинат» (г. Саратов) и ОАО «Новосибирский ЖК», выпускающие майонезы под ТМ «Оливьез», «Московский провансаль» и др[1].

Крупнейшим предприятием в Центральном Федеральном Округе является ОАО «ЭФКО», которое занимает 9,0% рынка и выпускает наряду с наиболее известной ТМ «Слобода» майонезы «Пикник», «Пир горой». Компания постоянно расширяет географию производства, и на сегодняшний день работает в городах Москва, Воронеж, Алексеевка, Тамань (рис. 3.2).

Рис. 3.2 Лидеры производства майонезной продукции Для нас представляло интерес провести маркетинговые исследования рынка майонезной продукции такого региона Центрального Федерального Округа, как Калуга и Калужская область.

3.2. Маркетинговые исследования рынка майонезной продукции Калужская область — субъект Российской Федерации, который входит в состав Центрального Федерального Округа, который расположен в самом центре Европейской части России. Область имеет развитую транспортную и инженерную инфраструктуру, демонстрирует высокие темпы развития экономики, обладает внушительным кадровым потенциалом, является одним из крупнейших научнообразовательных и культурных центров страны.

Пищевая промышленность Калужской области представлена очень скудно и ограничивается лишь некоторыми пищевыми предприятиями пивоваренным заводом (Калужская пивоваренная компания EFES), заводом виноградных вин (Детчино завод ЗАО), комбинатом молочных продуктов (Обнинский молочный завод - филиал Вимм-Билль-Данн ОАО). Собственного производителя майонезной продукции в регионе нет. Для нас представляло интерес, провести маркетинговое исследование потребительских предпочтений граждан Калуги в сфере выбора и приоритетов майонезной продукции.

Результаты исследований, проведенных в ноябре 2012 - феврале 2013 гг., свидетельствуют о том, что потребителями майонеза и майонезных соусов являются около 89% калужан, участвовавших в опросе. Эпизодически (раз в месяц и реже) покупают эти продукты 15% респондентов - в основном люди пожилого возраста, старше 60 лет. В среднем два раза в месяц приобретают майонез 30% опрошенных. Наибольшая часть жителей города (48%) является активными потребителями майонеза и совершает покупки не реже одного раза в неделю (рис. 3.3).

Рис. 3.3 Частота покупок майонеза и майонезных соусов калужскими потребителями, % от числа опрошенных В торговых точках города данные виды масложировой продукции предлагаются в пластиковых пакетах различной емкости, а также в пластиковых ведрах и стеклянных банках (майонез). Наиболее распространенным видом фасовки является пластиковый пакет емкостью 240-250 грамм (56% совокупного ассортимента магазинов). Средняя цена за такой пакет составляет 25-30 рублей в зависимости от торговой марки и формата магазина. По более низким ценам продукцию майонезов и соусов реализуют сетевые структуры – дискаунтеры и мелкооптовые базы.

Результаты исследования показывают, что в розничных торговых структурах города Калуги представлено разнообразие производителей и марок майонеза и майонезных соусов. Наиболее распространена продукция известных российских производителей (табл. 3.1 и 3.2) Ассортимент майонезов, представленных в торговой сети города Калуга ОАО «Нижегородский масложировой ТМ «Ряба», «Сдобри» «Астория», комбинат» г. Нижний Новгород «Нежный»

ЗАО «ТД Богородский» г. Москва ТМ «Оливия»

ЗАО «Балтимор-Холдинг»

ПГ «Петросоюз», г. Санкт-Петербург ТМ «Мечта хозяйки», «Моя семья»

ОАО «ЭФКО», Белгородская область ОАО «Московский жировой комбинат»

ООО «Компания СКИТ», Москва ТМ «СКИТ Провансаль»

Ассортимент майонезных соусов торговых структур города Кадуга Unilever” (ООО «Юнилевер Русь ») Майонезный соус «Кальве»

Группа компаний «НМЖК» Майонезный соус «Астория» в ООО "Петропродукт-Отрадное", Россия Майонезный соус «Пикадор» в ООО "Петропродукт Отрадное", Россия Майонезный соус «Моя семья» в Из анализа данных вышеприведенных таблиц следует, что продукция глобальных и локальных производителей представлена незначительно. Крупные мировые производители в большинстве случаев представлены единственной торговой маркой “Calve” концерна “Unilever” (ООО «Юнилевер Русь»), объединяющей ряд различных видов майонеза: Оливковый, Легкий, Французский и некоторые другие.