Разработка технологии сметанного продукта с увеличенным сроком годности
Автор: Голубева Л.В., Долматова О.И., Медко Ю.Г.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Пищевая биотехнология
Статья в выпуске: 3 (73), 2017 года.
Бесплатный доступ
Характерной особенностью сметанных продуктов является получение путем сквашивания рекомбинированных сливок из натурального коровьего молока сырого, сухого молока и/или его заменителей, сухих сливок и/или их заменителей, белка растительного происхождения и заменителя молочного жира, с добавлением или без добавления продуктов переработки молока путем сквашивания чистыми культурами молочнокислых бактерий с добавлением или без добавления стабилизаторов, ароматизаторов, консервантов и предназначенный для непосредственного использования в пищу. Применение в молочных продуктах заменителей молочного жира уже давно практикуется производителями. Преимущества ЗМЖ перед молочным жиром очевидны: в составе отсутствует холестерин, что уменьшает риск возникновения сердечных заболеваний; содержит ненасыщенные жирные кислоты, которые полезны для организма и быстрее усваиваются; при добавлении заменителя молочного жира консистенция продукта улучшается; ЗМЖ дешевле, чем натуральный молочный жир, в результате чего конечный продукт по стоимости доступнее. Продукты на основе ЗМЖ показаны людям, страдающим сахарным диабетом, гипертонией или лактозной непереносимостью. Проведена выработка сметанного продукта по стандартной технологической схеме с добавлением операции внесения раствора хитозана перед стадией заквашивания. Обоснован состав и рациональное соотношение раствора хитозана в рецептуре сметанного продукта. Доказано, что внесение раствора хитозана в состав сметанного продукта приводит к более стабильному и длительному сохранению показателей качества и безопасности продукции и увеличению срока годности. Возможна реализация полученных результатов в промышленных условиях.
Сметный продукт, хитозан, срок годности
Короткий адрес: https://sciup.org/140229844
IDR: 140229844 | DOI: 10.20914/2310-1202-2017-3-109-114
Текст научной статьи Разработка технологии сметанного продукта с увеличенным сроком годности
Недостаток молочного сырья в России усиливает интерес специалистов пищевой отрасли к разработке и совершенствованию технологий молокосодержащих продуктов, основное отличие которых от традиционных – наличие в составе рецептур растительных аналогов молочного сырья, в том числе жиров и масел. Такой подход позволяет производить продукты, в том числе сметанные, близкие по своим свойствам к традиционным молочным продуктам, но выгодно отличающиеся низкой себестоимостью [1–5].
В связи с актуальностью темы ведутся разработки новых видов сметанного продукта с разнообразными функциональными свойствами. Авторы предлагают использовать в качестве функционального ингредиента хитозан [6, 7].
Целью данной работы является разработка сметанного продукта обогащенного раствором хитозана для пролонгирования срока годности.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
─ обоснование выбора компонентов сметанного продукта и массовой доли раствора хитозана в продукте;
─ разработка технологии сметанного продукта обогащенного хитозаном;
─ исследование органолептических, физико-химических и микробиологических показателей обогащенного сметанного продукта.
Материалы и методы
Объектами исследования являются сырье: сливки, заменитель молочного жира (ЗЖМ), сухое обезжиренное молоко, стабилизаторы консистенции, соли-стабилизаторы, закваска для сметаны; хитозан водорастворимый; сметанный продукт с добавлением раствора хитозана и контрольный образец (сметанный продукт без хитозана).
Оценку качества продукта проводили по:
─ органолептическим показателям в соответствии с требованиями ГОСТ 3622, ГОСТ Р ИСО 22935-2-2011;
─ физико-химическим показателям: массовая доля жира по ГОСТ 5867-90; титруемая кислотность по ГОСТ 3624-92;
─ микробиологическим показателям по ГОСТ 32901-2014: БГКП; дрожжи и плесени; КМАФАнМ.
Результаты и обсуждение
Характерной особенностью сметанных продуктов является получение их путем сква- шивания рекомбинированных сливок, из натурального коровьего молока сырого, сухого обезжиренного (цельного) молока и/или его заменителей, сухих сливок и/или их заменителей, белка растительного происхождения и заменителя молочного жира, с добавлением или без добавления продуктов переработки молока путем сквашивания чистыми культурами молочнокислых бактерий с добавлением или без добавления стабилизаторов, ароматизаторов, консервантов и предназначенный для непосредственного использования в пищу.
Применение в молочных продуктах заменителей молочного жира уже давно практикуется производителями. Преимущества ЗМЖ перед молочным жиром очевидны: в составе отсутствует холестерин, следовательно, уменьшается риск возникновения сердечных заболеваний; содержатся ненасыщенные жирные кислоты, которые полезны для организма и быстрее усваиваются; при добавлении заменителя молочного жира консистенция продукта улучшается; он дешевле, чем натуральный молочный жир, в результате чего конечный продукт по стоимости доступнее. Продукты на основе ЗМЖ показаны людям, страдающим сахарным диабетом, гипертонией или лактозной непереносимостью.
Технологический процесс производства сметанного продукта с хитозаном представлен на рисунке 1.
Технологические стадии производства сметанного продукта проводят следующим образом.
Сливки, предназначенные для производства сметанного продукта, получают рекомбинированием жиросодержащего сырья (сливки, заменитель молочного жира) и сухого обезжиренного молока.
Сухие компоненты растворяют в емкостях с обогреваемой рубашкой и мешалкой, обеспечивающей равномерное интенсивное перемешивание.
В емкость набирают рецептурное количество воды, нагревают ее до температуры 35–40 °C и при постоянном перемешивании вносят сухие компоненты. Смесь подвергают интенсивному перемешиванию с помощью диспергатора до полного растворения внесенных компонентов. Затем смесь фильтруют через фильтр с металлической сеткой и перекачивают в емкость с обогреваемой рубашкой для составления смеси. В этой емкости восстановленные сухие компоненты подогревают до температуры 55–60 °C.
|
Технологический процесс Technological process |
Параметры и показатели Parameters and metrics |
|
Приемка Acceptance |
|
|
Молоко сухое обезжиренное Skimmed milk powder |
В соответствии с ГОСТ Р 52791-2007 In accordance with GOST R 52791-2007 |
|
Закваска Leaven |
В соответствии с НД In accordance with ND |
|
Хитозан водорастворимый Chitosan water-soluble |
В соответствии с НД In accordance with ND |
|
Заменитель молочного жира, сливки молочные Substitute of milk fat, cream milk |
В соответствии с ГОСТ Р 53435-2009 In accordance with GOST R 53435-2009 |
|
Стабилизатор Stabilizer |
В соответствии с ТУ In accordance with specifications |
|
Подготовка сырья Preparation of raw materials |
|
|
Восстановление сухого обезжиренного молока, плавление заменителя молочного жира, составление смеси Recovery of skimmed milk powder, melting of a substitute for milk fat, compounding |
Температура восстановления 35 – 40 °С, температура нагрева 55 – 60 °С Recovery temperature 35 - 40 ° C, heating temperature 55 - 60 ° C |
|
1 Г |
|
|
Диспергирование смеси Dispersing the mixture |
|
|
Диспергатор, резервуар Dispersant, reservoir |
Т = 60-65°С, τ =10-15 мин |
I
|
Гомогенизация смеси |
omogenization of the mixture |
|
Гомогенизатор Homogenizer 1 |
Т = 60 – 65 °С ; Р = 14 – 16 МПа |
I
|
Пастеризация сливок Pasteurization cream |
|
|
Пастеризационно-охладительная установка Pasteurizing and cooling plant |
Т = 92 ± 2 °С, τ = 20 сек |
|
^ Охлаждение, заквашивание, сквашивание, перемешивание сквашенных сливок Cooling, fermentation, fermentation, stirring of fermented cream |
|
|
Резервуар с рубашкой и мешалкой Reservoir with jacket and stirrer |
Т заквашивания =37 – 39 °С, Т сквашивания =37 – 39 °С, τ сквашивания = 7 - 12 ч, Кислотность 55 - 60 °Т, τ перемешивания . =15 - 20 мин fermentation temperature 37-39 ° C, ripening temperature 37-39 ° C, ripening time 7-12 h, acidity 55-60 ° T, mixing time 15-20 min |
±
Розлив, упаковка, маркировка Filling, packing, marking
t
|
Охлаждение и созревание сметаны Cooling and maturation of sour cream |
|
|
Холодильная камера Cooling chamber |
Т = 4 ±2°С, τ =6 - 12 час |
Рисунок 1. Технологический процесс производства сметанного продукта с хитозаном
Figure 1. Technological process of production of sour cream with chitosan
Заменитель молочного жира предварительно с помощью маслорезки нарезают на куски 1,5–2 кг и расплавляют в плавителе при температуре не выше 63 °C при непрерывном перемешивании. Расплавленные жировые компоненты поступают в емкость для составления смеси. Данные по показателям качества молокосодержащих сливок даны в таблице 1.
Таблица 1.
Показатели качества молокосодержащих сливок
Table 1.
Quality indicators of milk cream
|
Наименование показателя Indicator name |
Значение Value |
|
Массовая доля жира, % / Mass fraction of fat,% |
20,5 |
|
Титруемая кислотность, ˚Т / Titrated acidity, ˚Т |
14,0 |
|
Вкус Taste |
сливочный сладкий, без посторонних привкусов сreamy sweet, without foreign flavors |
|
Запах Smell |
чистый, свойственный сливкам, без посторонних запахов pure, characteristic of cream, without foreign odors |
|
Цвет /Colour |
Кремовый / cream |
|
Консистенция Consistency |
однородная по всей массе homogeneous throughout the mass |
Приготовленную смесь диспергируют в течение 10–15 мин и при необходимости подогревают до температуры гомогенизации 60–65 °C.
В процессе смешивания компонентов молочного и растительного сырья в смесь вносят стабилизаторы консистенции и соли-стабилизаторы.
Соли-стабилизаторы применяют для повышения термоустойчивости сливок с целью предотвращения получения продукта с крупитчатой консистенцией.
Стабилизаторы консистенции вносят в предварительно подготовленном виде в соответствии с инструкцией по применению стабилизатора, рекомендованной фирмой-производителем.
Подготовленную смесь направляют на гомогенизацию при температуре 60–65 °C и давлении 14–16 МПа.
Гомогенизированную смесь пастеризуют при температуре (94 ± 2) °C с выдержкой 20 сек.
Вносят водный раствор хитозана с разной массовой долей (таблица 2) . Дозировка подобрана органолептически, учитывая свойственную хитозану горечь.
Таблица 2.
Дозировка растворов хитозана
Table 2.
Dosage of chitosan solutions
|
№ образца sample number |
Массовая доля раствора хитозана в смеси, % Mass fraction of chitosan solution in the mixture,% |
Объем раствора хитозана в смеси, см3/дм3 The volume of the solution of chitosan in the mixture, cm3 / dm3 |
Массовая доля хитозана в растворе, % Mass fraction of chitosan in solution,% |
|
1 |
3 |
30 |
1 |
|
2 |
5 |
50 |
1 |
|
3 |
7 |
70 |
1 |
|
4 |
1 |
10 |
3 |
|
5 |
3 |
30 |
3 |
|
6 |
5 |
50 |
3 |
|
7 |
1 |
10 |
5 |
|
8 |
3 |
30 |
5 |
|
9 |
1 |
10 |
7 |
|
10 |
3 |
30 |
7 |
Процесс заквашивания и сквашивания смеси осуществляют в резервуарах, имеющих охлаждающие рубашки и мешалки, рассчитанные на перемешивание продуктов повышенной вязкости.
Пастеризованную смесь охлаждают до температуры заквашивания. Закваску прямого внесения добавляют в смесь при температуре заквашивания, после чего заквашенную смесь перемешивают в течение 15 мин и оставляют в покое для сквашивания.
Смесь сквашивают до образования плотного сгустка и уровня титруемой кислотности 60 °Т.
Результаты определения титруемой кислотности контрольного и исследуемых образцов и необходимое для каждого образца время сквашивания даны в таблице 3.
Таблица 3. Параметры процесса сквашивания сметанного продукта
Table 3. Parameters of the process of fermentation of sour cream product
|
№ образца sample number |
Время сквашивания, час / Титруемая кислотность, ºТ Time of fermentation, hour / Titrated acidity, ºТ |
|||||
|
1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
2 |
22 |
34 |
47 |
60 |
– |
– |
|
3 |
24 |
41 |
54 |
61 |
– |
– |
|
4 |
19 |
33 |
46 |
60 |
– |
– |
|
5 |
25 |
42 |
51 |
62 |
— |
— |
|
6 |
23 |
37 |
44 |
56 |
63 |
– |
|
7 |
24 |
38 |
46 |
57 |
62 |
– |
|
8 |
21 |
36 |
44 |
57 |
62 |
— |
|
9 |
19 |
31 |
43 |
51 |
58 |
66 |
|
10 |
18 |
23 |
31 |
45 |
52 |
60 |
|
Контроль |
28 |
36 |
50 |
64 |
– |
– |
Определено, что при увеличении массовой доли хитозана в растворе время свкашивания сметанного продукта возрастает, но данная закономерность может иметь положительный эффект при хранении.
После окончания процесса сквашивания продукт перемешивают в резервуаре посредством мешалок с одновременным охлаждением ледяной водой, подаваемой в межстенное пространство резервуара в течение 20 минут. Далее продукт подают на фасовку с помощью насоса и дополнительного устройства для охлаждения продукта.
При перемешивании, перекачивании и фасовке сквашенного продукта рекомендуется избегать интенсивного механического воздействия, подсоса воздуха, отрицательно влияющих на качество готового продукта.
Продукт фасуют в потребительскую и транспортную тару. Продолжительность фасовки продукта из одной емкости не должна превышать 4 ч.
Сметанный продукт охлаждают в холодильных камерах до температуры (4 ± 2) °C. Одновременно с охлаждением происходит процесс созревания, в течение которого продукт приобретает оптимальную кислотность, накапливаются ароматические вещества, и происходят процессы структурообразования, приводящие к более густой консистенции. Во время охлаждения и созревания продукт не должен подвергаться механическому воздействию (переворачиванию, встряхиванию упаковки и т. п.). Продолжительность охлаждения и созревания продукта составляет 6–12 ч.
После охлаждения и созревания технологический процесс считается законченным и продукт готов к реализации.
Расфасованный в стаканчики по 100 г. сметанный продукт, упакованный в отдельную коробку, отправляли на хранение на 40 суток. Срок годности сметанного продукта без добавок составляет 30 суток. Отбор проб для анализов производили каждые 10 суток.
Изучены органолептические, физико-химические и микробиологические показатели десяти образцов сметанных продуктов с хитозаном (с разной массовой долей) и контрольного образца свежевыработанных, а также при хранении.
Через 40 суток хранения образцы сметанных продуктов с хитозаном имели чистый кисломолочный вкус, без посторонних привкусов и запахов, однородную консистенцию, белый с кремовым оттенком цвет, равномерный по всей массе. В контрольном образце отмечен кислый вкус и расслоение продукта.
В сметанных продуктах с хитозаном выявлено нарастание титруемой кислотности в допустимых пределах через 40 суток хранения, тогда как контрольный образец превысил титруемую кислотность 100 °Т и считался испорченным.
Микробиологические показатели анализируемых образцов представлены в таблице 4, 5. БГПК во всех образцах не обнаружены.
Таблица 4.
КМАФАнМ в сметанных продуктах при хранении
Table 4.
QMAFAnM in sour-cream products during storage
|
№ образца sample number |
КМАФАнМ, КОЕ/г QMAFAnM |
|||
|
Срок х |
ранения, сут Shelf life, days |
|||
|
10 |
20 |
30 |
40 |
|
|
1 |
54×106 |
41×106 |
25×106 |
9×106 |
|
2 |
52×106 |
39×106 |
26×106 |
7×106 |
|
3 |
50×106 |
36×106 |
25×106 |
8×106 |
|
4 |
55×106 |
41×106 |
26×106 |
7×106 |
|
5 |
52×106 |
40×106 |
25×106 |
6×106 |
|
6 |
57×106 |
39×106 |
24×106 |
6×106 |
|
7 |
53×106 |
38×106 |
24×106 |
6×106 |
|
8 |
58×106 |
41×106 |
22×106 |
5×106 |
|
9 |
51×106 |
38×106 |
23×106 |
5×106 |
|
10 |
50×106 |
38×106 |
23×106 |
5×106 |
|
Контроль |
56×106 |
40×106 |
22×106 |
4×106 |
Таблица 5. Количество дрожжей и плесеней в сметанных продуктах при хранении
Table 5.
Quantity of yeasts and molds in sour cream products during storage
|
№ образца sample number |
Дрожжи, КОЕ/г Yeast |
Плесени, КОЕ/г Molds |
||||||
|
Срок хранения, сут Shelf life, day |
||||||||
|
10 |
20 |
30 |
40 |
10 |
20 |
30 |
40 |
|
|
1 |
0 |
20 |
30 |
40 |
0 |
10 |
20 |
30 |
|
2 |
0 |
10 |
20 |
30 |
0 |
0 |
20 |
30 |
|
3 |
0 |
10 |
20 |
20 |
0 |
0 |
10 |
20 |
|
4 |
0 |
0 |
10 |
20 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
5 |
0 |
0 |
10 |
10 |
0 |
0 |
0 |
10 |
|
6 |
0 |
0 |
0 |
10 |
0 |
0 |
10 |
10 |
|
7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
8 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
9 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Контроль Control |
0 |
30 |
40 |
50 |
0 |
20 |
30 |
40 |
Проведенный анализ полученных данных показал, что применение раствора хитозана подавляет патогенные микроорганизмы.
Молочнокислые организмы к концу срока годности (40 сут) в образцах присутствуют в количествах, менее допустимого (норма ≥ 1×107).
Образцы № 9–10, несмотря на подавление микробиальной порчи не рекомендованы к употреблению. Со временем в них значительно ухудшились органолептические показатели: появилась горечь и вяжущий вкус.
Установлено, что наиболее рациональными для использования являются образцы № 5–6.
Заключение
Обоснован состав и рациональное соотношение раствора хитозана в рецептуре сметанного продукта.
Доказано, что внесение раствора хитозана в состав сметанного продукта приводит к более
Список литературы Разработка технологии сметанного продукта с увеличенным сроком годности
- Dolmatova O.I., Golubeva L.V. Scientific and practical aspects of the use of new raw materials in the production of oil products with a prolonged shelf life. Raleigh, Nord Carolina, USA: Lulu Press, 2015.102 p.
- Golubeva L.V., Pozhidaeva Y.A., Popov Y.S., Golubeva L.N. Optimization of blend composition of polycomponent dry mix for enriched soft ice criam//Indian Journal of Science and Technology. 2015. V. 8. № 29. P. 1-7.
- Korzhov R. P., Ponomarev A. N., Melnikova E. I., Bogdanova E. V. Preclinical studies of kefir product with reduced allergenicity of b-lactoglobulin//Foods and Raw Materials. 2015. V. 3. № 2. P. 115-121.
- Polyanskikh S.V., Ilyina N.M., Grebenshchikov A.V., Danyliv M.M. et al. Products of animal origin with vegetable components//Indian Journal of Science and Technology. 2016. V. 9. № 39. P. 103431.
- Melnikova E.I., Stanislavskaya E.B., Korotkov E.G. Preparation and use of whey protein microparticulate in symbiotic drink technology//Foods and Raw Materials 2015. V. 3. № 2. P. 96-104.
- Евдокимов И.А., Василисин С.В., Алиева Л.Р. Основные направления применения хитозана в технологиях молочных продуктов//Переработка молока. 2015. № 2. С. 33.
- Садовой В.В., Левченко С.А., Евдакимов И.А., Алиева Л.Р.и др. Исследование молекулярных структур хитозана и сукцината хитозана//Хранение и переработка сельхозсырья. 2010. № 3. С. 34-36.
