Разработка состава и технологии низколактозного высобелкового замороженного десерта на козьем молоке тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.07, кандидат наук Лугова Маргарита Витальевна

• Лугова Маргарита Витальевна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Лугова Маргарита Витальевна

Оглавление

РЕФЕРАТ

SYNOPSIS

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОЛАКТОЗНЫХ ДЕСЕРТОВ

1.1. Проблема лактазной недостаточности

1.1.1. Методы определения содержания лактозы

1.1.2. Методы снижения уровня лактозы в молочных продуктах

1.1.3. Ферментативный гидролиз лактозы

1.2. Белковая недостаточность

1.2.1. Биологическая ценность белков

1.2.2. Концентрат сывороточных белков

1.2.3. Мицеллярный казеин

1.3. Основные требования к питанию спортсменов

1.4. Сахарный диабет

1.4.1. Сахарный диабет первого и второго типа

1.4.2. Лечение и профилактика сахарного диабета

1.4.3. Диетотерапия при сахарном диабете

1.5. Обзор рынка стабилизаторов для производства

замороженного десерта

1.6. Подсластители природного происхождения

1.7. Характеристика сиропа топинамбура

1.8. Характеристика стевиозида

1.9. Жирнокислотный состав замороженного десерта

1.9.1. Преимущества использования масла авокадо в производстве замороженного десерта

1.10. Выбор молочной основы для замороженного десерта

1.11. Кунжутная мука, как средство обогащения продукта

1.11.1. Польза кунжутной муки

1.12. Новые решения в производстве замороженного десерта

1.13. Заключение по обзору литературы

2. ОБЬЕКТЫ, МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Обьекты исследования

2.2. Методы исследования

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТАВА

И ТЕХНОЛОГИИ ГОТОВОГО ПРОДУКТА

3.1. Подбор вида и дозы стабилизатора и подсластителей

3.2. Подбор высокобелковых компонентов

3.3. Подбор дозы и стадии внесения масла авокадо и кунжутной

муки в смесь замороженного десерта

3.4. Исследование процесса ферментации лактозы

в замороженном десерте

3.5. Определение биологической ценности белковой

составляющей замороженного десерта

3.6. Расчетные показатели, характеризующие качественный состав белкового компонента продукта

4. ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕГО ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТАННОГО ПРОДУКТА

4.1. Расчет энергетической ценности продукта

4.2. Расчет удовлетворения суточной потребности в витаминах

и минералах

4.3. Исследования по установлению сроков годности замороженного

десерта

4.4. Разработка схемы технологического процесса с учетом

особенностей производства продукта

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

LIST OF PUBLICATIONS ON THE THESIS

ТЕКСТЫ ПУБЛИКАЦИЙ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка состава и технологии низколактозного высобелкового замороженного десерта на козьем молоке»

РЕФЕРАТ

Актуальность темы. Анализ фактического питания населения России свидетельствует о ряде нарушений его структуры, выражающихся в дефиците полноценного белка, витаминов, минеральных веществ при избытке углеводов и жиров животного происхождения, что приводит к ряду различных болезней населения: сахарный диабет, атеросклероз, артериальная гипертония, ишемическая болезнь сердца.

Молочные продукты и десерты, приготовленные на их основе, пользуются большой популярностью у населения. Разработка рецептур десертов на молочной основе, сбалансированных по количеству жиров, белков и углеводов поможет решить проблему обеспечения населения здоровым питанием.

Применение козьего молока в качестве молочной основы обеспечит продукт питательными веществами. Из-за высокого содержания питательных веществ козье молоко называют эликсиром жизни. По составу козье молоко приближено к грудному молоку, оно содержит бета-казеина в несколько раз больше, чем коровье. Козье молоко отлично усваивается организмом и не вызывает расстройства желудка. Козье молоко гипоаллергенно вследствие практически нулевого содержания альфа-1Б-казеина.

К сожалению, значительная часть людей не могут потреблять молочные продукты в связи с патологией тонкой кишки (синдромом нарушенного всасывания), связанной с отсутствием или недостаточной активностью фермента - лактазы. По данным Всемирной Организации здравоохранения от 10 до 80 % людей среди различных групп населения страдают лактазной недостаточностью. Решить проблему ферментопатии возможно за счет применения ферментов, проводящих гидролиз лактозы до моносахаров глюкозы и галактозы.

Важным компонентом питания человека является белок. Дополнительное обогащение продукта белковой составляющей можно выполнить за счет включения в рецептуры продуктов высокобелковых

компонентов концентрата сывороточных белков и мицелярного казеина. По данным статистики Минздрава РФ количество жителей России с диагностированным ожирением в 2018 году достигло 2 млн человек, что вызвано большим количеством применяемого сахара. Решить эту проблему возможно путем замены сахара подслащивающими веществами природного происхождения.

Таким образом, разработка состава и технологии низколактозного высокобелкового замороженного десерта на козьем молоке является актуальной.

Цель и задачи. Цель исследования - разработать состав и технологию низколактозного высокобелкового замороженного десерта на козьем молоке, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами без сахара.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- исследовать и обосновать компонентный состав низколактозного высокобелкового замороженного десерта на козьем молоке;

- исследовать влияние видов и доз стабилизаторов и подсластителей на показатели качества замороженного десерта;

- обосновать выбор доз и стадий внесения масла авокадо и кунжутной муки в рецептуру десерта;

- исследовать и обосновать технологические параметры лактазной активности в десерте;

- определить показатели качества опытных образцов замороженного десерта;

- рассчитать биологическую и энергетическую ценность продукта;

- по комплексу органолептических, физико-химических показателей качества и показателей безопасности обосновать сроки годности замороженного десерта;

- разработать технологию и проект технической документации по производству низколактозного высокобелкового замороженного десерта с подсластителями на козьем молоке.

Степень разработанности темы. Основы разработки функциональных продуктов питания заложены в трудах Т.П. Арсеньевой, И.В. Буяновой, Ф.А. Вышемирского, Л.В Голубевой, А.В. Гудкова, Л.А. Забодаловой, Н.Н. Липатова (ст), Н.Н. Липатова (мл), Л.А. Остроумова, А.Н. Покровского, К.С. Петровского, И.А. Рогова, В.Ф. Семенихиной, Л.В. Терещук и др. В работе произведен патентный поиск и необходимо отметить отсутствие результатов исследований о низколактозном высокобелковым замороженном десерте на козьем молоке без сахара для здорового и спортивного питания.

Основные положения, выносимые на защиту:

- состав и соотношение компонентов низколактозного высокобелкового замороженного десерта;

- результаты влияния дозы белков, подсластителей, стабилизаторов и полиненасыщенных жирных кислот на показатели качества десерта процессе его замораживания и хранения;

- технологические параметры лактазной активности и степени гидролиза лактозы;

- особенности технологии низколактозного, высокобелкового замороженного десерта с подсластителями, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами.

Научная новизна работы. Обоснован состав и соотношение белковых компонентов мицелярного казеина, концентрата сывороточного белка, подсластителей и стабилизатора в рецептурах низколактозного высокобелкового замороженного десерта на козьем молоке, предназначенного для людей, страдающих лактазной недостаточностью и сахарным диабетом.

Исследована лактазная активность препарата Лактазис 6500К, обоснованы дозы ферментного препарата и технологические параметры ферментации.

Получены зависимости изменения физико-химических

и органолептических показателей качества и микробиологических показателей безопасности от продолжительности хранения замороженного десерта.

В результате экспериментальных исследований установлена доза внесения стабилизатора PGX-1, подсластителей стевиозида и сиропа топинамбура, которые повышают взбитость смеси, создают нежную консистенцию и приятный сладкий вкус десерта, при этом отсутствуют кристаллы льда и достигается высокая сопротивляемость таянию при размораживании. Выявлено соотношение высокобелковых компонентов мицелярного казеина и концентрата сывороточного белка, позволяющее получить высокобелковый продукт однородной структуры с гармоничным молочным вкусом и цветом. Установлено, что внесение ферментного препарата Лактазис 6500К в смесь в количестве 0,14%, выдержка в течение 4 ч при температуре (40±2) 0С позволяют проводить гидролиз лактозы до 87%. По комплексу органолептических и физико-химических показателей качества и микробиологических показателей безопасности обоснован срок годности замороженного десерта, составивший 3 мес при температуре хранения минус 180С. Рассчитана пищевая и биологическая ценность десерта. Предложена технологическая схема приготовления замороженного десерта с учетом особенностей технологии, обусловленная применением дополнительных операций по подготовке смеси с маслом авокадо и кунжутной мукой, а также процессом ферментации лактозы.

Практическая значимость и реализация работы в промышленности

На основании экспериментальных исследований разработаны технология и проект технической документации по производству низколактозного высокобелкового замороженного десерта с подсластителями на козьем молоке, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами. Разработанная технология подтверждается актом внедрения результатов диссертации в промышленных условиях ООО «Петрохолод»,

Санкт- Петербург.

Степень достоверности и апробации работы. Работа выполнялась в период с 2016 по 2020 г. в Университете ИТМО (г. Санкт-Петербург).

Степень достоверности результатов работы подтверждается 3-кратной повторяемостью, воспроизводимостью полученных данных, использованием стандартных и современных физико-химических, микробиологических методов исследований, а также математической обработкой результатов экспериментальных исследований.

Основные положения диссертационной работы представлены на международных научных, научно-практических конференциях, всероссийских конгрессах и форумах:

V Всероссийский конгресс молодых ученых (Санкт-Петербург, 2016); форум «II МЕЖДУНАРОДНЫЙ ФОРУМ «ПИТАНИЕ И ОБРАЗ ЖИЗНИ КАК ЗАЛОГ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА» (Санкт-Петербург), 2016 XLIV научная

и учебно-методическая конференция Университета ИТМО (Санкт-Петербург 2017), Международная конференция International Conference "Biosystems Engineering 2018" (Эстония 2018), VII Конгресс молодых ученых (Санкт-Петербург 2018), XVIII Международная научно-практическая конференция «Научный поиск в современном мире» (Махачкала 2018), III Конгресс молодых ученых (Санкт-Петербург 2019), XLIX научная и учебно-методическая конференция ИТМО (Санкт-Петербург 2020), Международной научно-практической конференции «Инновационное развитие аграрно-пищевых технологий» (Волгоград 2020).

Публикации По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, Scopus, Web of Science, - Agronomy Research, Acta Scientiarum Polonorum, Technologia Alimentaria. Также 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, - Известия высших учебных заведений «Пищевая технология», Политематический сетевой электронный научный

журнал Кубанского государственного аграрного университета, Ползуновский вестник.

Гранты Получены гранты в 2017, 2019 году в Конкурсе грантов для студентов вузов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, аспирантов вузов, отраслевых и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга (диплом серия ПСП № 17280, диплом серия ПСП № 19686). Финалистка Конкурса бизнес-идей, научно-технических разработок и научно-исследовательских проектов под девизом «Молодые, дерзкие, перспективные» 2018 год. Победитель Международного смотра-конкурса лучших инновационных разработок (AGRITECH III -2020).

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 216 страницах, содержит 7 иллюстраций, 60 таблицы, 9 приложений. Список литературных источников включает 185 наименований, из них 32 на иностранном языке.

Заключение диссертации по теме «Биотехнология пищевых продуктов (по отраслям)», Лугова Маргарита Витальевна

ВЫВОДЫ

1. Доза внесения стевиозида и сиропа топинамбура в количестве 0,03 и 5% к массе смеси соответственно позволяет получить замороженный десерт с приятными вкусом и запахом.

2. При использовании стабилизатора PCiX-1 с дозой внесения 0,4% к массе смеси были получены образцы замороженного десерта с лучшими показателями по взбитости, сопротивляемости таянию, плотности и однородности консистенции.

4. Доза внесения кунжутной муки, которую необходимо предварительно заваривать водой в соотношении 1 : 10 в течение 15-20 мин до влажности (80 ± 1)%, варьируется от 1,5 до 2% к массе смеси.

5. Целесообразно вносить заваренную кунжутную муку перед фризсрованисм.

6. Срок годности замороженного десерта без сахара с использованием кунжутной муки - 6 мес при температуре -18°С.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лугова Маргарита Витальевна, 2020 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Критики ЛХ Павлина Г.11. Стевня источник натурального подсластителя продуктов питания // Нищсная нром-сть. 1997. №5. С. 9.

2. Лрссньсвя Т.Н., Яковленя К).А. Разработка рецептуры мороженогос растительными компонентами // Нтв. нутов Пищевая технология. 2012. № 1. С. 75-78.

3. Арссны'вя Т.П., Якив.н'вя Ю.А. Топннабур как средство лечения и профилактики различных заболевании // Науч. жури.

НИУ ИТМО. Сер. Процессы и аппараты пищевых производств. 2011. Лг 1.С. 1-6.

4. Вожляевя Л.И., Горочкиня И.Г. О функциональных свойствах топинамбура II Проблемы н перспективы здорового питания. Кемерово. 2000. С. 43.

5. Арсгньева Т.П. Развитие теоретических основ и разработка технологий низколакюзных молочных продуктов с регулируемым жирнокислотным составом: Авторсф. дне.... д-ра техн. наук. СПб., 2009. 22 с.

6. Оноирним» А.В., Чрямцон А.Г., Онниринк» В.А. Производство молочных продуктов. Ростов н/Д: Март, 2004. 411 с.

7. О.тснсв Ю.А.. Твороювя А.А., Каткова 1I.B, Соловьева Л.II. Справочник по производству мороженою. М.: ДсЛи принт. 2004. 798 с.

8. Вшр АЛ., IIhkhikob В.А. Применение стабилизаторов и змулыаторов в современном производстве мороженого // Пищевая промчть. 1998. №2. С. 40-43.

9. Оленей Ю.А. Технология и оборудование для производства мороженою. М.: ДсЛи. 2001.323 с.

10. I яппармв М.М., Пянчеико СЛ.. Утрсишнж В.Г. Натуральные продукты пища XXI века // Пищевая пром-аъ. 1999. Xi19. С. 12.

REFERENCES

1. Frashova L.D., Pavlova G.N., Plshchevaya prom-si, 1997, no. S. p. 9.

2. Arscncva T.P.. Yakovlcva Yu.A., Izv. vuzov. Plshchevaya Uhhnologiya, 2012,no. I, pp. 75-78.

3. Arscncva T.P., Yalcovieva Yu.A.. Nauch. zhurn. NtU ITMO. Ser. Prolses-sy I apparaly plshchevykh prolzvodslv, 2011. no. I. pp. 1-6.

4. Vozhdacva L.I.. Sorochkina I.G., Problemy i pers/iekliiy zJorovogo pituniya (Problems and prospects of healthy food I, Kemerovo, 2000. p. 43.

5. Arscncva T.P., Razvilie leoreluheskikh osnov i razraholka lekhnologlv nizkolakioznykh molinhnykh produktov s regullruemvm zhinwkislotnvm soslavom (Development of theoretical bases and elaboration of technologies low-lactosc dairy products and adjustable fatty acid composition). Saint Petersburg. 2009,22 p.

6. Onopriyko A.V., Khramtsov A.G., Onopriyko V.A.. Prolzvudstvo molinhnykh produktov (Production of dairy products). Roslov-on-Don. 2004.411 p.

7. Olencv Yu.A., Tvorogova A.A., Kazakova N.V, Solovcva L.N., Spravochnik po prolzvodsivu morozhenogu (Reference book on production of ice cream). Moscow, 2004,798 p.

8. Vzor A.L.. Nikitkov V.A.. Plshchevaya prom-sl. 1998, no. 2. pp. 40-43.

9. Olencv Yu.A.. Tekhnologiya I ohorudovanie ttlya proizvodslva morozhenogo (Technology and equipment for production of ice crcam), Moscow, 2001,323 p.

10. Gapparov M.M., Panchcnko S.N.. I'greninov V.G.. Plshchevaya prom-sl, 1999. no. 9. p. 12.