close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Ветрова О. Н. Разработка технологии глубокой комплексной переработки побочных продуктов солодоращения и оценка потребительских свойств полученных ингредиентов

код для вставки
Министерство образования и науки РФ
Орловский государственный университет имени И.С.Тургенева
ВЕТРОВА ОЛЬГА НИКОЛАЕВНА
Научный доклад на тему:
Разработка технологии глубокой комплексной переработки побочных
продуктов солодоращения и оценка потребительских свойств полученных
ингредиентов
Направление подготовки:
биотехнология
19.06.01
-
Промышленная
экология
и
направленность (профиль): Технология и товароведение пищевых продуктов
и функционального и специализированного назначения и общественного
питания
Научный руководитель доктор технических наук, профессор О.Ю. Еремина
(ученая степень, ученое звание, ФИО)
Орел, 2018
Актуальность
темы
исследования.
В
настоящее
время
приоритетными являются научные исследования по разработке эффективных
технологий комплексной переработки растительного сырья. Рациональное
использование
вторичных
сырьевых
ресурсов
позволяет
расширить
ассортимент продуктов питания, создать малоотходное производство и
повысить его эффективность.
Безусловный интерес в качестве дополнительного сырьевого ресурса
для производства пищевых продуктов представляют побочные продукты
солодоращения ячменя – солодовые ростки, образующиеся в большом
количестве на предприятиях солодового производства и недостаточно
используемые для пищевых целей и идущих, в основном, на корм животных.
Учитывая благоприятный химический состав солодовых ростков:
массовая доля белка и клетчатки составляет до 22% и до 26% соответственно,
актуальными
являются
исследования,
направленные
на
разработку
технологии комплексной переработки данного вида сырья с созданием
продуктов, обогащенных биологически ценным белком и клетчаткой.
Помимо белков с полноценным аминокислотным составом, продукты
солодоращения ячменя содержат полиненасыщенные жирные кислоты,
пищевые волокна, фолиевую кислоту, минеральные вещества: кальций,
фосфор, магний, медь и марганец.
Однако ограничивающим фактором для использования вторичных
продуктов солодового производства является наличие большого количества
клетчатки, которая снижает биологическую доступность и усвояемость
пищевых веществ. Традиционные технологии комплексной переработки
растительного сырья используют обработку кислотными или щелочными
растворами для повышения биодоступности компонентов при получении
белково-углеводных продуктов. Перспективным направлением, на наш
взгляд, являются биотехнологические способы обработки сырья с помощью
ферментных препаратов целлюлолитического и ксилолитического действия,
2
приводящие к размягчению семенных оболочек и сохранению всех полезных
свойств исходного сырья.
В связи с вышеизложенным, актуальными являются исследования,
направленные на создание технологии глубокой комплексной переработки
побочных продуктов солодоращения с целью получения белково-углеводных
ингредиентов.
Степень разработанности темы. Анализ данных по исследуемому
вопросу показал, что в Российской Федерации доля вторичного сырья,
используемого на комплексную переработку невелика и составляет около
30%, в то время как в промышленных странах этот показатель составляет 70 80%.
Вторичные сырьевые ресурсы растительного сырья используются в
основном при производстве хлебобулочных изделий, мучных кондитерских
изделий, экструдатов отрубей, напитков и в биотехнологии (выращивание
дрожжей).
Существенный вклад в решение проблемы переработки вторичных
сырьевых ресурсов (жмых, отруби, мучка, зародыши) внесли работы В.И.
Демченко, Т.Н. Ивановой, О.Г. Магомедова. Г.С. Зелинского, С.Я.
Корячкиной, В.П. Каминского, K. Breddam, N. Ames и других авторов.
Большое количество работ посвящено извлечению белковых и
углеводных
компонентов
из
растительного
сырья,
их
очистки
и
использования в качестве обогатителей при создании функциональных
продуктов питания.
Работы отечественных и зарубежных ученых - Антиповой Л.В., Е.А.
Кузнецовой, Л.А. Забодаловой, И.В. Матвеевой, В.В. Колпаковой, М.Л.
Доморощенковой, Т.Ф. Демьяненко, Е.Е. Браудо, С.Е. Траубенберг, C.E.
Underkoffler, L. A. Hernandes и других авторов свидетельствуют о
перспективности
использования
ферментных
гидролитической обработки растительного сырья.
3
препаратов
для
Целью
научно-квалификационного
исследования
является
разработка технологии глубокой комплексной переработки побочных
продуктов солодоращения с получением белково-углеводных ингредиентов.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
- теоретическое и практическое обоснование использования вторичных
продуктов солодоращения ячменя для получения белково-углеводных
ингредиентов;
- определение оптимальных режимов ферментативного гидролиза
солодовых ростков ячменя;
- разработка технологии глубокой комплексной переработки солодовых
ростков ячменя;
-
исследование
качества
белково-углеводных
ингредиентов
и
установление сроков их хранения;
- разработка и оценка потребительских свойств нового вида мягкого
сыра с белково-углеводными ингредиентами (БУИ)
- расчет экономической эффективности нового вида мягкого сыра.
Научная новизна. Разработана технология глубокой комплексной
переработки продуктов солодоращения ячменя, позволяющая получить БУИ
и использовать их в пищевой промышленности.
Исследован
химический
состав
ингредиентов,
полученных
при
глубокой переработке солодовых ростков: порошка пищевого и гидролизата.
Установлено, в порошке пищевом содержится 19,91% клетчатки, 18,83%
белка и 868 мг/л β- глюкана. В гидролизате содержится 1,2% клетчатки,
8,04% белка и 544 мг/л β-глюкана.
Впервые
установлена
перевариваемость
пищевого
порошка
из
ферментированных солодовых ростков ячменя.
Теоретическая
и
практическая
значимость
научно-
квалификационной работы. Полученные в ходе исследований данные
расширяют
область
применения
вторичных
4
продуктов
переработки
растительного сырья в технологии функциональных и обогащенных
продуктов питания.
Разработан и утвержден пакет технической документации: Порошок
пищевой из ферментированных солодовых ротков ячменя ТУ 10.39.30-00302079909-2017, ТИ ТУ 10.39.30-003-02079909, сыр мягкий Ячменный ТУ
10.51.40-004-02079909-2017, ТИ ТУ 10.51.40-004-02079909-2017.
Разработан проект технической документации Гидролизат пищевой из
ферментированных солодовых ротков ячменя ТУ 15.62.22.120-005-020799092018, ТИ ТУ 15.62.22.120-005-02079909-2018.
Результаты исследований подтверждены опытной апробацией на
кафедре товароведения и таможенного дела ФГБОУ ВО «Орловский
государственный университет имени И.С. Тургенева»
Методология
и
методы
исследования.
Экспериментальные
исследования проводились в лабораториях кафедры товароведения и
таможенного дела ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет
имени
И.С.
Тургенева»,
инновационного
научно-исследовательского
испытательного центра коллективного пользования ФГБОУ ВО Орловского
государственного аграрного университета имени Н.В. Парахина, а также в
производственной лаборатории ООО «Орловский завод по производству
солода».
Методология исследования представлена в виде структурной схемы на
рисунке 1.
Объектами исследований явились побочные продукты солодоращения
ячменя, а именно, солодовые ростки.
5
I этап
II этап
III этап
Анализ научной литературы и патентной информации
Теоретическое и практическое обоснование использования солодовых
ростков ячменя для глубокой комплексной переработки
Разработка технологии глубокой комплексной переработки Изучение
пищевой ценности вторичных продуктов переработки ячменя
Определение оптимальных режимов ферментативного гидролиза
солодовых ростков
Состав и концентрация ферментных препаратов
Температура гидролиза
Продолжительность гидролиза
Гидромодуль
IV этап
Исследование показателей качества белково-углеводных ингредиентов
Порошок из ферментированных
солодовых ростков ячменя
Гидролизат из ферментированных
солодовых ростков ячменя
Органолептические свойства
Физико-химические свойства
Перевариваемость
V этап
VI этап
VII этап
Разработка и утверждение технической документации на белковоуглеводные ингредиенты
Разработка и оценка потребительских свойств обогащенных
продуктов с использованием БУИ
Расчет экономической эффективности
Рисунок 1 – Структурная схема исследований
6
Положения, выносимые на защиту:
- технология глубокой комплексной переработки солодовых ростков с
получением белково-углеводных ингредиентов;
- результаты исследования химического состава белково-углеводных
ингредиентов: порошка и гидролизата;
- результаты исследования качества БУИ и оценки потребительских
свойств нового мягкого сыра с добавлением БУИ.
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность
полученных результатов подтверждается проведением экспериментов в
трехкратной повторности с применением стандартных и специальных
современных методов исследований, статистической обработкой данных
результатов эксперимента с использованием пакета компьютерных программ
Microsoft Excell, Statistica.
Основные результаты и положения представлены на следующих
научных конференциях: 2-й Международной научно-технической интернетконференции
«Фундаментальные
и
прикладные
аспекты
создания
биосферосовместимых систем» (Орел, 2015), IV Международной научнопрактической интернет-конференции «Приоритеты и научное обеспечение
реализации государственной политики здорового питания в России» (Орел,
2015),
VII
Международной
научно-практической
конференции
«Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орел,
2015), Международной научно-практической конференции «Социальноэкономический потенциал территорий и перспективы развития» (Коломна,
2016), IV Международной научно-практической конференции «Развитие
сферы обслуживания на инновационной основе: методология, теория и
практика»
конференции
(Орёл,
2016г.),
Международной
профессорско-преподавательского
научно-практической
состава
и
аспирантов
«Актуальные научные исследования: экономика, управление, инвестиции и
инновации»
(Белгород,
2017г.),
Научно-практической
конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности и
7
общественном питании» (Екатеринбург,
посвященном
85-летию
со
дня
2017г.), юбилейном форуме,
основания
ФГАНУ
«Научно-
исследовательский институт хлебопекарной промышленности» (Москва,
2017 г.), VI Международной научно-технической конференция «Новое в
технологии и технике функциональных продуктов питания на основе
медико-биологических воззрений (Воронеж, 2017г.)
Публикации. По материалам работы опубликовано 11 печатных работ,
в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Научная квалификационная работа
(диссертация) состоит из введения, пяти глав, включающих аналитический
обзор литературной и патентной информации, результаты собственных
исследований, заключения, списка литературы, приложений. Основной текст
работы изложен на 100 страницах, иллюстрирован 25 таблицами и 15
рисунками. Список литературы включает 110 источников отечественных и
зарубежных авторов.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность диссертационной работы,
степень
ее
разработанности,
определены
цели
и
задачи
работы,
сформулирована научная новизна, теоретическая и практическая значимость
работы, представлены методология и методы исследований, степень
достоверности и апробация результатов.
ГЛАВА
1
ОБЗОР
ЛИТЕРАТУРЫ
В
литературном
обзоре
рассмотрено использование солодовых ростков в перерабатывающих
отраслях
агропромышленного
комплекса,
дана
характеристика
их
химического состава. Рассмотрены технологические приемы комплексной
переработки вторичных отходов растительного производства, современные
подходы к глубокой переработке растительного сырья.
Глава 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Объектами
исследований явились побочные продукты солодоращения ячменя –
солодовые ростки, ферментный препарат Celluclast BG производства АО
8
«Novozymes A/S» (Дания) с целлюлолитической активностью 3500 ед/г,
гидролизующий 1,4-β-D-глюкозидные связи в целлюлозе и других βглюканах, ферментный препарат Panzea BG производства АО «Novozymes
A/S» (Дания) с ксиланазной активностью 235 ед./г, гидролизующий 1,4-β-Dксилозидные связи в β-ксиланах.
При выполнении работы использовались стандартные и специальные
методы
исследований:
измерительные,
органолептические,
инструментальные,
физико-химические,
микробиологические,
расчетные
и
статистические.
Массовую долю сырой клетчатки определяли по ГОСТ ISO 6865-2015;
массовую долю сырого жира по ГОСТ 13496.15-97; массовую долю белка по
ГОСТ 10846-91, массовая доля сырого протеина – ГОСТ 13496.4-93;
содержание β-глюкана по ГОСТ Р 57513 – 2017.
Зольность определяли по ГОСТ 26312.5-84, ГОСТ 27494-87.
Исследование
показателей
безопасности:
содержание
токсичных
элементов – по ГОСТ 26927-86, ГОСТ 26930-86, ГОСТ 26932-86, ГОСТ
26933-86, ГОСТ 30178-96, ГОСТ 30538-97; содержание пестицидов – по МУ
2142-80; содержание радионуклидов - по ГОСТ 32161-2013, ГОСТ 321642013; содержания микотоксинов – по ГОСТ 30711-2001, ГОСТ 31691-2012.
Микробиологические исследования: общее количество мезофильных
аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) –
ГОСТ 10444.15-94; количество плесневых грибов и дрожжей – по ГОСТ
10444.12-88; бактерии группы кишечной палочки – по ГОСТ Р 50474-93;
патогенные микроорганизмы готовой продукции – по ГОСТ 10444.7-88,
ГОСТ 10444.8-88, ГОСТ 10444.9-88 и ГОСТ 30519-97; дрожжи и плесени –
по ГОСТ 10444.12-88. Качество воды питьевой определяли по ГОСТ Р 5123298, СанПиН 2.1.4.1074-2001.
Перевариваемость in vitro порошка из ферментированных солодовых
ростков ячменя определяли по целловиридину и трипсину – по ГОСТ 2423080.
9
Глава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ АНАЛИЗ. С
целью обоснования целесообразности использования солодовых ростков
ячменя для глубокой комплексной переработки при создании белковоуглеводных ингредиентов проанализирована их пищевая и биологическая
ценность.
Анализ химического состава солодовых ростков показал, что данное
сырье характеризуется высоким содержанием протеина до 22%, сырой
клетчатки до 26%, макроэлементов: калий - 1364 мг%, кальций - 339 мг%,
магний – 194 мг%, фосфор 606 мг%. Из микроэлементов наибольшее
содержание марганца – 1652 мкг%, цинка 484 мкг%, меди 179 мкг%.
Солодовые ростки ячменя содержат природный антиоксидант –
токоферол (витамин Е -3,618 мг%), витамины группы В (В1- 0,451мг%, В2 0,259 мг%, В6 - 0,594 мг%), тиамин (РР - 5,597 мг%).
Полученные данные аминокислотного состава солодовых ростков
ячменя свидетельствуют о высокой биологической ценности белков,
поскольку они содержат все незаменимые аминокислоты.
Расчет аминокислотного скора солодовых ростков ячменя показал, что
лимитирующими аминокислотами являются метионин и цистеин (0,23 г/100 г
продукта), фенилаланин и тирозин (0,28 г/100 г продукта).
Солодовые ростки ячменя имеют ценный жирно-кислотный состав.
Насыщенные жирные кислоты представлены пальмитиновой и стеариновой,
мононенасыщенные
–
пальмитолеиновой,
олеиновой
и
элаидиновой
кислотами. Отмечено содержание полиненасыщенных жирных кислот ω-6
(линолевая) и ω-3 (линоленовая) в оптимальном соотношении 5:1.
Углеводный состав ростков ячменя представлен клетчаткой (20 - 26 %),
крахмалом (до 2%), гемицеллюлозой (до 12%), сахарами.
С целью анализа пищевой безопасности солодовых ростков ячменя
было
исследовано
пестицидов,
содержание
радионуклидов
и
токсичных
элементов,
микробиологические
микотоксинов,
показатели
в
соответствии с требованиями ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой
10
продукции»
(прил.
1,
эпидемиологическими
2,
инд.
1,3)
и
и гигиеническими
«Едиными
санитарно-
требованиями
к
товарам,
подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)». В
качестве нормируемого выбран
индекс 9.1 «Изоляты, концентраты,
гидролизаты и текстураты растительных белков; пищевой шрот и мука с
различным содержанием жира из семян
бобовых,
масличных
и
нетрадиционных культур».
Полученные результаты свидетельствуют о высокой пищевой и
биологической ценности, а также безопасности солодовых ростков ячменя и
их пищевой пригодности.
На следующем этапе обосновывали выбор ферментного препарата и
осуществляли подбор оптимальных параметров ферментативного гидролиза
для глубокой комплексной переработки солодовых ростков ячменя.
Нерастворимую основу каркаса частиц солодовых ростков составляют
вещества целлюлозного и гемицеллюлозного типа, в частности ксиланы. С
целью гидролиза целлюлозы, гемицеллюлоз были выбраны ферментные
препараты ксилолитического и целлюлолитического действия.
При проведении исследований измельченные солодовые ростки
ячменя заливали цитратным буфером с рН 4,5, гидромодуль варьировали от
1:5 до 1:15 с интервалом 5 частей. Температуру изменяли от 40 ˚С до 60 ˚С с
интервалом 10 ˚С. Продолжительность ферментного гидролиза варьировали
от 60 до 120 минут с пошаговым интервалом 30 минут. Концентрацию
ферментных препаратов варьировали от 0,003% до 0,006% к массе сырья с
интервалом 0,0015%.
Содержание массовой доли сырой клетчатки, в том числе растворимой
(β-глюкана)
послужили
и
перевариваемость
критерием
оценки
компонентов
результатов
конечных
продуктов,
биоконверсии
углеводной
фракции солодовых ростков ячменя.
В таблице 1 представлены физико-химические показатели белковоуглеводных ингредиентов, полученных при проведении гидролиза.
11
Таблица 1 – Физико-химические
полученных при проведении гидролиза
Наименование
ферментного
препарата
Контрольная
проба
Celluclast BG
Panzea BG
Celluclast BG и
Panzea BG
Массовая доля сырой
клетчатки, % в с.в.
порошок
гидролизат
25,54
0,4
20,67
25,40
19,91
показатели
Содержание
ингредиентов,
порошок
774
гидролизат
62
Перевариваемость
in vitro, %
порошок
64,9
823
821
868
86
110
136
74,4
71,0
75,9
β-глюкана, мг/л
0,8
1,6
1,2
В ходе экспериментов выявлено, что максимальное снижение
содержания клетчатки в порошке (на 22%), увеличение содержания βглюкана (на 11%), увеличение показателя перевариваемости порошка (на
14%) по сравнению с контролем наблюдалось при использовании комплекса
ферментов (при соотношении 1:1). Отмечено увеличение в гидролизате
содержания клетчатки по сравнению с контролем за счет перехода в раствор
β-глюкана. Одновременно с этим наблюдалось небольшое снижение
содержания белка в целевых продуктах: в порошке на 9% и в гидролизате на
7%, что объясняется потерей продуктов гидролиза белка в процессе
экстракции небелковых соединений.
Ксиланы и целлюлазы проявляют синергизм, что объясняется
последовательностью их действия при гидролизе смешанного субстрата, где
целлюлоза экранирована гемицеллюлозой. Таким образом, проведенные
исследования доказали целесообразность применения комплекса препаратов
целлюлолетической и ксиланазной активности для обработки растительного
сырья при получении белково-углеводных ингредиентов.
Для проведения оптимизации параметров воспользовались методом
ротатабельного
планирования
эксперимента.
гидролиза предполагает определение
влияния
Оптимизация условий
следующих
факторов:
температуры X1, продолжительности Х2, гидромодуль X3, дозировка
ферментного препарата Х4. В качестве параметра оптимизации (выхода) Y
было принято содержание сухих веществ, накопившихся в гидролизате.
12
Данные эксперимента были обработаны при помощи программы
Statistica 12.0. Статистическая обработка данных позволила получить
математическую
модель,
сухих веществ в
характеризующую
гидролизате
зависимость содержания
солодовых ростков
от температуры,
продолжительности гидролиза, гидромодуля и дозировки
ферментного
препарата.
Y = 4,47+0,31X2+0,38 X1X2-0,24X2X3
Как
видно
из
математической
модели
значение выхода вносят влияние факторов Х1
наибольший
и Х2
вклад
в
(температура и
продолжительность гидролиза), так как имеют самые высокий размер
коэффициента. Линейную (прямую) зависимость влияния на содержание
сухих веществ в гидролизате солодовых ростков имеет продолжительность
гидролиза. Влияние фактора Х1
гидролиза
увеличивается,
о
с увеличением
продолжительности
чем свидетельствует
знак
«+»
при
коэффициенте в математической модели. Одновременно с этим влияние
фактора X2 (продолжительность гидролиза) с увеличением гидромодуля Х3
имеет отрицательную зависимость, о чем свидетельствует знак «-» при
коэффициенте
в
математической
модели. Дозировка ферментного
препарата Х4 не оказывает существенного влияния на содержание сухих
веществ в гидролизате.
На
основании
экспериментальных
данных
и
математического
планирования были определены оптимальные параметры ферментативного
гидролиза
солодовых
ростков
ячменя:
температура
–
50
°С,
продолжительность – 90 мин. при рН-4,5, гидромодуль 1:10, дозировка
комплекса ферментных препаратов – 0,003 %. При них по сравнению с
контролем максимально уменьшается доля сырой клетчатки в порошке на
22% (19,91 г%), увеличивается содержание β-глюкана в порошке на 11%
(868 мг/л), в гидролизате на 54% (136 мг/л), увеличилась перевариваемость
порошка на 14% и составила 75,9% .
13
На основании научно-обоснованных экспериментальных данных была
разработана технология глубокой комплексной переработки солодовых
ростков ячменя представленная на рисунке 2
Гидролизат
солодовых
ростков
ячменя,
полученный
путем
ферментативного гидролиза, в связи с высоким содержанием влаги (до 95%)
имеет низкие сроки хранения из-за подверженности микробиологической
порче. Поэтому его подвергали сгущению при атмосферном давлении в
открытой варочной емкости до содержания сухих веществ 20%, для
длительного хранения возможно дальнейшее сгущение продукта до
содержания сухих веществ свыше 50 %.
14
Солодовые
ростки
Лимонная
кислота
Вода питьевая
Измельчение до размера
частиц 1,5 мм
Цитрат натрия
Цитратный буфер рН 4,5
Ферментативный гидролиз солодовых ростков при t = 50˚С, рН 4,5,
гидромодуль 1:10, τ = 90 мин, дозировка 0,003% к массе сырья
Ферментный
д
препарат
Центрифугирование 3000 об/мин 10 мин
Шрот (содержание сухих
веществ 70%)
Гидролизат (содержание
сухих веществ 5%)
Промывка шрота водой при
соотношении 1:5
Сгущение гидролизата до
содержания сухих веществ
20%
Отделение промывной воды
на сепараторе
Охлаждение
Сушка при t 60˚С до массовой
доли влаги не более 10%
Измельчение порошка до
размера частиц 1,0 мм
Просеивание порошка из ферментированных
солодовых ростков ячменя
Расфасовка и упаковка белково-углеводных ингредиентов и хранение
при температуре 20˚С и относительной влажности воздуха не более 70%
Рисунок 2 - Технология глубокой комплексной переработки солодовых
ростков ячменя
15
Глава
4
ИССЛЕДОВАНИЕ
ХИМИЧЕСКОГО
ПОКАЗАТЕЛЕЙ
СОСТАВА
КАЧЕСТВА,
БЕЛКОВО-УГЛЕВОДНЫХ
ИНГРЕДИЕНТОВ
Показатели качества белково-углеводных ингредиентов из солодовых
ростков ячменя приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Показатели качества белково-углеводных ингредиентов из
солодовых ростков
Показатели качества
Значение показателей
порошок
гидролизат
Внешний вид
тонкоизмельченный порошок
жидкость
Цвет
от серовато-желтоватого до от
желтоватого
до
светло-коричневого
светло-коричневого
Вкус
специфический,
хлебно- специфический, хлебносолодовый,
сладковатый, солодовый, кисловатый,
допускается легкий привкус с легким привкусом
горечи
горечи
Запах
специфический
хлебно- специфический хлебносолодовый, не затхлый, без солодовый, не затхлый
запаха плесени и затхлости
Массовая доля влаги, %
10±0,5
80±1,5
Кислотность, рН
6,1±0,2
4,5±0,1
Содержание
сырой
19,91±0,1
1,2±0,1
клетчатки, %
Содержание
сырого
18,83±0,5
8,04±0,5
протеина, %
868±0,1
544±0,1
Содержание β- глюкана,
мг/л
Содержание сырого жира, %
Зола, % на с.в.
5,08±0,3
3,4±0,01
0,07±0,01
0,6±0,01
Результаты исследований свидетельствуют о том, что ферментативный
гидролиз солодовых ростков ячменя позволяет получить два ингредиента:
порошок и гидролизат. В порошке пищевом содержится 19,91% клетчатки,
18,83% белка и 868 мг/л β- глюкана. В гидролизате содержится 1,2%
клетчатки, 8,04% белка и 544 мг/л β-глюкана.
Свежевыработанные БУИ и в процессе хранения были оценены по
органолептическим, физико-химическим показателям качества. Установлено,
что
белково-углеводные
ингредиенты
соответствуют
требованиям
безопасности ТР ТС 021/2011 (прил. 1; прил. 2, инд 1.3) и могут иметь срок
16
хранения не менее 6 месяцев для порошка и не менее 3 месяцев для
гидролизата.
Полученные экспериментальные данные легли в основу разработки
пакета технической документации Порошок пищевой из ферментированных
солодовых ротков ячменя ТУ 10.39.30-003-02079909-2017, ТИ ТУ 10.39.30003-02079909 и проекта технической документации Гидролизат пищевой из
ферментированных солодовых ротков ячменя ТУ 15.62.22.120-005-020799092018, ТИ ТУ 15.62.22.120-005-02079909-2018.
Глава 5
РАЗРАБОТКА И ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ
СВОЙСТВ ОБОГАЩЕННЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
БУИ В ходе анализа литературных данных нами была исследована
возможность создания комбинированного мягкого сыра с добавлением
порошка из ферментированных солодовых ростков ячменя.
Нами разработана рецептура и технология нового вида мягкого сыра с
добавлением порошка пищевого из ферментированных солодовых ростков
ячменя.
Рецептурными
компонентами
мягкого
сыра
явились
нормализованное молоко, бактериальная закваска, порошок и соль. Сыр
вырабатывали без созревания. В качестве контрольного использовали сыр
мягкий любительский, выработанный по ГОСТ 32263-2013 без добавок.
Для оценки влияния порошка на качество мягкого сыра были
проведены пробные лабораторные выработки, в которых порошки добавляли
в количестве 3, 5, 7% от сырного зерна. По разработанной в соответствии с
ГОСТ 32263 шкале была проведена оценка качества нового вида мягкого
сыра. Cредние значения органолептических показателей качества мягкого
сыра с добавлением порошка пищевого представлены на рисунке 3 в виде
профилограммы.
17
Рисунок 3 – Органолептические показатели качества мягкого сыра с
добавлением порошка
Результаты органолептической оценки свежевыработанных мягких
сыров показали, что они имеют достаточно высокие характеристики (22,3 –
23,0 балла). Среднеквадратичные отклонения не превышали ±0,1, что
свидетельствует о единодушии дегустаторов при оценке новых продуктов.
При оценке внешнего вида и цвета дегустаторы не выявили больших
различий в образцах сыра с порошком, они получили по 4,5 – 4,6 баллов.
Некоторыми дегустаторами было отмечено наличие небольшого хруста при
пережевывании, что выразилось в невысоких оценках консистенции сыров 4,
2 - 4,3 балла соответственно. Вкус и запах новых кисломолочных сыров
оценен экспертами достаточно высоко на 4,4 - 4,7 балла. По итогам
дегустационной оценки установлено, что оптимальное внесение порошков в
мягкий сыр составляет 5 % от количества сырного зерна, поскольку при
такой дозировке наблюдался гармоничный вкус и запах продукта с легким
оттенком солодового наполнителя.
На следующем этапе исследований была проведена оценка качества
нового мягкого сыра по физико-химическим показателям качества, которые
соответствовали базовым в соответствии с ГОСТ 32263-2013. Исследование
микробиологических показателей свежевыработанного сыра и в процессе
хранения показало, что бактерии группы кишечной палочки, S.aureus и
18
патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, в представленных
образцах не обнаружены, что соответствует требованиям, установленным ТР
ТС «О безопасности молока и молочной продукции» 033/2013 (п. 8).
С целью установления срока годности нового мягкого сыра были
проведены органолептические и физико-химические исследования через 3 и
7 суток с момента выработки. На основании полученных данных определен
срок годности мягкого сыра с добавлением порошка из ферментированных
солодовых ростков ячменя, который составил 7 суток при температуре 6±20С
и относительной влажности воздуха 65-70%.
На
основании
проведенных
исследований
были
разработаны
технические условия - ТУ 10.51.40-004-02079909-2017 «Сыр мягкий
Ячменный»
Расчет экономической эффективности мягкого сыра показал, что
внесение обогатителей положительно сказывается на цене, она снизилась на
10% по сравнению с классической рецептурой и составила 34 руб.
Интегральный показатель конкурентоспособности мягкого сыра составил
1,414.
ВЫВОДЫ
1.
Теоретически
и
практически
обосновано
использование
использования вторичных продуктов солодоращения ячменя для получения
белково-углеводных
ингредиентов.
Экономическая
доступность
и
химический состав солодовых ротков ячменя позволяет выделить из них
белково-углеводные ингредиенты.
2. Определены оптимальные режимы ферментативного гидролиза
солодовых
ростков.
Установлено,
что
рациональными
параметрами
являются: температура – 50 ˚С, гидромодуль 1:10, продолжительность 90
минут, дозировка фермента 0,003% к массе сырья.
3.
Разработана
технология
глубокой
комплексной
переработки
солодовых ростков. Она включает следующие операции: ферментативный
гидролиз, центрифугирование, получение 2х фракций: шрота и гидролизата.
19
В дальнейшем шрот высушивают и измельчают до порошка, а гидролизат
упаривают и охлаждают.
4. Проведена оценка качества свойств порошка и гидролизата.
Установлено что в порошке пищевом содержится 19,91% клетчатки, 18,83%
белка и 868 мг/л β- глюкана. В гидролизате содержится 1,2% клетчатки,
8,04% белка и 544 мг/л β-глюкана.
5.
Осуществлена
разработка
рецептуры
и
проведена
оценка
потребительских свойств нового вида мягкого сыра с порошком пищевым из
ферментированных солодовых ростков. Установлено, что оптимальной
дозировкой порошка является 5% от количества сырного зерна.
Новый вид мягкого сыра имеет кисломолочный вкус и запах продукта с
легким оттенком солодового наполнителя. Срок годности мягкого сыра
составляет 7 суток.
6. Проведен расчет экономической эффективности нового вида мягкого
сыра. Установлено, что цена на сыр с порошком составляет 34 рубля, что на
10% меньше контрольного.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК
1. Ветрова, О.Н. Разработка комбинированного мягкого кислотносычужного сыра повышенной пищевой ценности/О.Н. Ветрова, Т.Н.
Иванова, Е.Н. Демина // «Технология и товароведение инновационных
пищевых продуктов», №4(27), 2014. С. 36-41
2.
Еремина,
О.Ю.
Использование
солодовых
ростков
в
перерабатывающих отраслях АПК / О.Ю. Еремина, О.Н. Ветрова //
Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. Научнопрактический журнал. Госуниверситет - УНПК, 2015. - № 4 (33) - С. 25-30.
3. Еремина, О.Ю. Разработка рецептуры и оценка качества кисломолочного сыра с добавлением порошков пищевых из вторичных продуктов
переработки ячменя / О.Ю. Еремина, О.Н. Ветрова // Технология и
20
товароведение инновационных пищевых продуктов. Научно-практический
журнал. ОГУ им. И.С. Тургенева, 2016. - № 6 (41) - С. 86-91.
Статьи в сборниках конференций
1. Ветрова, О.Н. Комплексная пищевая добавка на основе порошка из
солодовых ростков / О.Ю. Еремина // Материалы 2-й Международной
научно-технической
прикладные
аспекты
интернет-конференции
создания
«Фундаментальные
биосферосовместимых
и
систем.
Госуниверситет-УНПК, 2015. - С.228-232.
2. Еремина, О.Ю. Анализ биологической ценности белка побочных
продуктов солодоращения / О.Ю. Еремина, О.Н. Ветрова // Потребительский
рынок: качество и безопасность товаров и услуг: Материалы VIII
Международной научно-практической конференции (9-10 ноября 2015 г., г.
Орел), Госуниверситет – УНПК. – Орел: Приокский государственный
университет, 2015. – С. 279-282.
3. Ветрова, О.Н. Безопасность вторичных сырьевых ресурсов / О.Н.
Ветрова, О.Ю. Еремина // Социально-экономический потенциал территорий
и перспективы развития: сборник материалов международной научнопрактической конференции. Россия, Коломна, 21 апреля 2016 г. / под общ.
ред. Медведевой Е.И., Крошилина С.В., Государственный социальногуманитарный университет. – Коломна: ГСГУ, 2016. С. 337-339
4. Ветрова, О.Н. Безопасность и качество мягкого кисломолочного
сыра
с
добавлением
порошков
пищевых
из
вторичных
продуктов
переработки ячменя / Материалы IV Международной научно-практической
конференции «Развитие сферы обслуживания на инновационной основе:
методология, теория и практика» (Орёл, 20-21 декабря 2016 г.) – Орёл:
Издательство ОГУ, 2016. – с. 79 - 82
5. Ветрова, О.Н. Безопасность вторичных сырьевых ресурсов / О.Н.
Ветрова, О.Ю. Еремина // Социально-экономический потенциал территорий
и перспективы развития: сборник материалов международной научнопрактической конференции. Россия, Коломна, 21 апреля 2016 г. / под общ.
21
ред. Медведевой Е.И., Крошилина С.В., Государственный социальногуманитарный университет. – Коломна: ГСГУ, 2016. – 450 с.
6. Ветрова, О.Н. Определение конкурентоспособности кисломолочного
сыра с пищевыми порошками из вторичных продуктов переработки ячменя /
О.Н.
Ветрова,
Е.Н.
Демина
//
Материалы
научно-практической
конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности и
общественном питании» (Екатеринбург, 17 ноября 2017). - Екатеринбург:
Изд-во Урал. гос. экон. ун-ва, 2017. - с.50-54
7.
Ветрова,
О.Н.
Исследование
возможности
обогащения
хлебобулочных изделий продуктами переработки солода // О.Н. Ветрова,
Е.Н. Демина // Сборник научных трудов юбилейного форума, посвященного
85-летию со дня основания ФГАНУ «Научно-исследовательский институт
хлебопекарной промышленности» (23-24 ноября 2017 г.). – Москва, 2017. – с.
26-28
8. Ветрова О.Н. Применение ферментов при комплексной переработке
солодовых ростков ячменя / О.Н. Ветрова, Е.Н. Демина // Материалы II
Всероссийской научно-практической конференции «Прикладные аспекты
инноваций в биотехнологии» - г. Бийск, 2018 с. 233-237
22
23
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа