Биотехнология национального кисломолочного напитка на основе верблюжьего молока тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.07, кандидат наук Оразова Аяна

• Оразова Аяна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Оразова Аяна

ОГЛАВЛЕНИЕ

РЕФЕРАТ

SYNOPSIS

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Развитие верблюдоводства в мире

1.2. Сравнительный анализ молока разных видов сельскохозяйственных животных

1.3. Национальные кисломолочные продукты смешанной ферментации на молочной основе

1.3.1. Особенности изготовления кисломолочных напитков на основе верблюжьего молока традиционным способом

1.3.2. Видовой состав микрофлоры верблюжьего молока и кисломолочных продуктов на его основе

1.3.3. Промышленные технологии производства кефира и кумыса

1.4. Различные способы приготовления заквасок для производства кисломолочных продуктов

1.5. Заключение по литературному обзору

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Постановка эксперимента

2.2. Объекты исследования

2.3. Методы и методология исследования

3. БИОТЕХНОЛОГИЯ НАЦИОНАЛЬНОГО КИСЛОМОЛОЧНОГО НАПИТКА НА ОСНОВЕ ВЕРБЛЮЖЬЕГО МОЛОКА

3.1. Исследования показателей качества молока-сырья различных видов сельскохозяйственных животных

3.2. Оценка биологической ценности молока - сырья различных видов сельскохозяйственных животных

3.3. Исследование шубата, полученного посредством спонтанной ферментации, как потенциального источника заквасочных культур

3.4. Выделение и идентификация чистых культур молочнокислых бактерий и дрожжей из сырого верблюжьего молока и шубата

3.5. Исследование комбинации молочнокислых бактерий и дрожжей в составе симбиотической заквасочной микрофлоры

4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КИСЛОМОЛОЧНОГО НАПИТКА ШУБАТА ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

4.1. Подбор симбиотической заквасочной микрофлоры для производства кисломолочного напитка

4.2. Изучение температурных режимов сквашивания и созревания шубата

4.3. Определение показателей качества и безопасности разработанного напитка

4.4. Технологический процесс производства кисломолочного напитка шубата

4.5. Расчет технико-экономических показателей готового продукта

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

ПРИЛОЖЕНИЕ К

ПРИЛОЖЕНИЕ Л

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Биотехнология национального кисломолочного напитка на основе верблюжьего молока»

Актуальность темы исследования. В мире большинство национальных кисломолочных напитков на основе верблюжьего молока являются продуктами смешанного брожения. Явление молочнокислого и спиртового брожения достаточно полно изучено учеными разных стран мира, тем не менее особенность этого процесса в большей степени определяется видовыми особенностями чистых культур МКБ и дрожжей как основных его возбудителей. Несмотря на имеющееся разнообразие чистых культур МКБ и дрожжей, которые обеспечивают широкий ассортимент кисломолочной продукции с разнообразными потребительскими свойствами, интерес мирового сообще ства к открытию и изучению новых видов МКБ и дрожжей весьма велик. В первую очередь, это связано с необходимостью поиска новых видов МКБ, обладающих высокими технологическими свойствами (выживаемость штаммов и способность к кислотнонакоплению, образованию вторичных метаболитов и пр.), которые способны обеспечить выработку готового продукта с заданными потребительскими свойствами. Производство ферментированных молочных продуктов в России, чаще всего, базируется на использовании коммерческих заквасочных культур крупнейших иностранных компаний. Это обеспечивает гарантированное качество готовой продукции и количественные микробиологические показатели на конец срока годности продукции, однако, использование однообразных заквасочных культур и их комбинаций может привести к адаптации организма человека к ним и постепенное снижение лечебно-профилактического эффекта при ежедневном употреблении данной продукции.

Как известно, нативная микрофлора верблюжьего молока весьма разнообразна в зависимости от ряда факторов: морфологических (вида животного), климатических (региона верблюдоводства), хозяйственно-бытовых (условий содержания) и пр. Биохимические показатели верблюжьего молока также варьируются в широких пределах. В рамках данной работы изыскание новых

источников чистых культур МКБ и дрожжей проводили на основе верблюжьего молока, поставляемого из малоизученного региона Республики Казахстан.

Направленное исследование чистых культур МКБ и дрожжей, участвующих в спонтанной ферментации верблюжьего молока, позволяет расширить имеющуюся базу потенциальных заквасочных культур МКБ и дрожжей на основе природных источников, и влечет к развитию производства качественных функциональных продуктов для широких групп населения Республики Казахстан и РФ.

Цель исследования - разработать биотехнологию национального кисломолочного напитка смешанного брожения на основе верблюжьего молока с использованием симбиотической заквасочной микрофлоры молочнокислых бактерий и дрожжей.

Для решения поставленной цели необходимо решить ряд взаимосвязанных научно-исследовательских задач:

1. Провести анализ органолептических, физико-химических и микробиологических показателей молока-сырья, полученного от верблюдов-бактрианов в Республике Казахстан;

2. Исследовать биологическую ценность верблюжьего молока в сравнении с коровьим и кобыльим молоком;

3. Изучить показатели качества и безопасности кисломолочного продукта, полученного в результате спонтанной ферментации верблюжьего молока;

4. Выделить и идентифицировать чистые культуры молочнокислых бактерий и дрожжей из верблюжьего молока и шубата, полученного в результате спонтанной ферментации;

5. Обосновать выбор и соотношение чистых культур МКБ и дрожжей в составе симбиотической закваски прямого внесения для производства шубата;

6. Разработать технологию получения национального кисломолочного напитка шубата с применением разработанной закваски прямого внесения;

7. Разработать проект технической документации (технические условия и технологическая инструкция) на производство национального кисломолочного напитка - шубат.

Научная новизна работы. Выделены и идентифицированы виды чистых культур МКБ (Lactococcus lactis; Streptococcus thermophilus; Lactobacillus plantarum и Leuconostoc mesenteroides) и дрожжей (Candida kefyr; Kazachstania unispora; Brettanomyces anomalus и Naumovozyma castellii) из верблюжьего молока и кисломолочного продукта на его основе, изучены их морфологические и биохимические характеристики.

Обоснован выбор чистых культур МКБ и дрожжей и их комбинация (Lactobacillus plantarum - 35 %, Lactococcus lactis - 20 %, Streptococcus thermophilus - 20 %, Leuconostoc mesenteroides - 20 % и 5 % дрожжей: Candida kefyr - 2,5 % и Kazachstania unispora - 2,5 %) для разработки симбиотической заквасочной микрофлоры и производства кисломолочного напитка с гарантированными показателями качества и безопасности.

Обоснованы режимы технологии производства кисломолочного напитка на основе верблюжьего молока, в частности количество разработанной заквасочной микрофлоры, температура и продолжительность сквашивания и созревания для производства продукта с заданными свойствами.

Практическая значимость работы. Результаты, полученные в рамках диссертационной работы, способствуют решению приоритетной задачи развития пищевой отрасли в РФ и Республике Казахстан посредством внедрения разработанных промышленных биотехнологий. Практическая значимость работы заключается в получении симбиотической заквасочной микрофлоры на основе комбинации МКБ (Lactobacillus plantarum, Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Leuconostoc mesenteroides) и дрожжей (Candida kefyr, Kazachstania unispora).

Разработанная заквасочная микрофлоры была апробирована в рамках проекта «Получение закваски прямого внесения путем идентификации и выделения микрофлоры спонтанной ферментации верблюжьего молока»,

поддержанного административно-бюджетной программой 255 - Департаментом сельского хозяйства Кызылординской области Республики Казахстан, и рекомендована для внедрения на предприятиях пищевого и биотехнологического профиля.

Разработан проект технической документации (ТУ и ТИ) на кисломолочный напиток - щубат.

Доказана эффективность разработанной биотехнологии для производства шубата в рамках промышленного предприятия ТОО «Сары бел» Республики Казахстан, о чем свидетельствует акт внедрения в производство, представленный в Приложении Ж.

Основные положения, выносимые на защиту:

- результаты выделения и идентификации чистых культур МКБ и дрожжей, полученных на основе верблюжьего молока и кисломолочного продукта;

- рациональная комбинация чистых культур МКБ и дрожжей в составе симбиотической заквасочной микрофлоры для смешанного брожения молочного сырья;

- оптимальные условия сквашивания верблюжьего молока с использованием разработанной заквасочной микрофлоры и созревания кисломолочного продукта.

Степень достоверности результатов и апробация работы. Достоверность научных достижений данной работы подтверждена применением высокоточного современного оборудования, достоверных методов исследований, используемых мировым научным сообществом, и методов исследований согласно ГОСТ, сравнительным анализом результатов данного исследования с ранее опубликованными данными ученых мирового уровня. Апробация работы представлена в двух направлениях: 1) в рамках проекта административно-бюджетной программы 255 Департамента сельского хозяйства республики Казахстан, Кызылординской области (бюджетная программа 019 - «Услуги по распространению и внедрению инновационных практик» в Республике Казахстан, протокол №1 заседания от 09.04.2018 г.), тематика которого согласуется с

тематикой научно-исследовательской работы. 2) в рамках внедрения на промышленном предприятии ТОО «Сары бел» Республики Казахстан.

Для подтверждения полученных результатов исследования были использованы современные органолептические, физико-химические, микробиологические и метагеномные методы анализа верблюжьего молока и кисломолочного напитка на его основе - шубата. Для верификации полученных данных исследования применялась многократная повторяемость постановки эксперимента с использованием стандартных и современных методов.

Основные положения научно квалификационной работы представлены на: XLVI Научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО (Санкт-Петербург, 2017 г.), VIII Международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» ^анет-Петербург, 2017 г.), VII Конгрессе молодых ученых ^анкт-Петербург, 2018 г.), XLVII Научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО ^анкт-Петербург, 2018 г.), Международной научной конференции «9th international conference Biosystems Engineering» (Эстония, Тарту, 2018 г.), Международной научной конференции «International Scientific Conference «Environmental and Climate Technologies», (Латвия, Рига, 2018 г.), IX Российской научной конференции с международным участием «Персистенция и симбиоз микроорганизмов» (Оренбург, 2018 г.), Международной конференции «The Third ASRTU Sino-Russian Bilaterial Symposium on Innovation Food Science and Equipment» (Китай, Харбин, 2018 г.), IX Международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2019 г.), IX Конгрессе молодых ученых ^анкт-Петербург, 2020 г.), Международной научной конференции «11 th international conference Biosystems Engineering» (Эстония, Тарту, 2020 г.).

Публикаций. Основные научные результаты опубликованы в 9 печатных трудах, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК, 2 - в международных изданиях из библиографической и реферативной базы данных SCOPUS/WoS.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, включающего 134 источника, из них 28 -иностранных, и приложений. Работа содержит 211 страниц машинописного текста, 25 рисунков и 25 таблицы.

Заключение диссертации по теме «Биотехнология пищевых продуктов (по отраслям)», Оразова Аяна

Заключение:

Готовый аналог шубата обладает специфическими свойствами, присущими казахскому национальному кисломолочному напитку - шубат.

Органолептические. физико-химические и микробиологические показатели готового продукта соответствовали требованиям нормативно-технической документации -СТ РК 117-2015 и проекту ТУ.

Опытно-промышленная апробация производства продукта показала возможность получения аналога национального кисломолочного напитка - шубат - высокого качества в условиях промышленного предприятия ТОО «Сары бел». Технология производства аналога шубата, разработанная в рамках диссертационной работы Оразова А. может быть масштабирована на предприятиях молочной промышленности республики Казахстан и Российской Федерации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Оразова Аяна, 2020 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Изумрудов В.А. Водорастворимые полиэлектролитные комплексы хитозаиа // Хитозаи. М.: Центр «Биоинженерия» РАН, 2013. С. 307-323.

2. Максимова С.Н., Сафронова Т.М. Хитозан в технологии рыбных продуктов: характеристики, функции, эффективность. Владивосток: Дальрыбвгуз, 2010. 256 с.

3. Максимова С.Н., Полещук Д.В., Ким Г.Н., Сафронова Т.М. Полиэлектролитные комплексы на основе хитозана в продуктах из водных биологических ресурсов // Материалы 12-й Меж-дунар. конф. «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана». Пермь: Центр «Биоинженерия» РАН, 2014. С. 211-215.

REFERENCES

1. Izumrudov V.A., Khitozan (Chitosan), Moscow, 2013, pp. 307-323.

2. Maksimova S.N., Safronova T.M., Khitozan v tekhnologii rybnykh produktov: kharakteristiki, funktsii, ejfektivnost (Chitosan in technology of fish products: characteristics, functions, efficiency), Vladivostok, 2010, 256 p.

3. Maksimova S.N., Poleshchuk D.V., Kim G.N., Safronova T.M., Materialy 12-y Mezhdunar. konf. «Sovremennye perspektivy v issledovanii khitina i khitozana» (Materials of the 12th Intern. conf. "Modern perspectives in chitin and chitosan research"), Perm, 2014, pp. 211-215.