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
Development of technology of sour cream product with increased shelf life
A characteristic feature of sour cream products is the production of recombined cream, obtained from natural cow milk raw materials, dry skimmed milk and / or substitutes, dry cream and / or substitutes, vegetable protein and milk fat substitute, with the addition or Without the addition of milk processing products by ripening with pure cultures of lactic acid bacteria with or without the addition of stabilizers, flavorings, preservatives and for direct use as food. The use of dairy fat substitutes in dairy products has long been practiced by manufacturers. Advantages of a substitute for milk fat in front of milk fat are obvious: the composition does not include cholesterol, which does not increase the risk of heart disease; Contains unsaturated fatty acids, which are useful for the body and are quickly absorbed; adding a substitute for improved product consistency; A substitute is cheaper than natural milk fat, as a result of which the final product is more affordable. Products based on a substitute for milk fat are shown to people suffering from diabetes, hypertension or lactose intolerance. The production of the sour cream product was carried out according to the standard technological scheme with addition of the operation of introducing the chitosan solution before the fermentation stage. Grounded structure and rational ratio to the chitosan solution formulation sour cream product. It is proved that the introduction of a solution of chitosan into the composition of the sour cream product leads to a more stable and long-lasting preservation of the quality and safety indicators of products and an increase in their shelf life. It is possible to implement the results obtained in industrial conditions.
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.
