CC BY
54
УДК 637.3:001.895
Технология плавленого сырного продукта
для специального питания
Н. Б. Гаврилова, д-р техн. наук, профессор, Е. А. Молибога, канд. техн. наук, доцент, Д. С. Рябкова, канд. техн. наук, доцент
Омский государственный аграрный университет имени П. А. Столыпина
учетом их физических и химических свойств.
Данное исследование процесса гидролиза лактозы проводилось с использованием фермента На-ЬайаБе - нейтрального препарата р-галактозидазы (лактазы), произведенного путем ферментации отобранного штамма дрожжей Kluyve-готусеБ fragilis, выращенного на растительном субстрате, т.е. натурального происхождения. На-1_аС^е гидролизует лактозу в смесь глюкозы и галактозы. Характеристика фермента представлена в табл. 1.
Таблица 1 Характеристика фермента Ha-Lactase
Показатель Значение
Активная кислотность, ед. рН 6-7
Температура, °С 10...50
Активность, NLU/л 2850
Как известно, питание - один из важнейших факторов, определяющих здоровье и продолжительность жизни населения. Полноценное питание обеспечивает нормальный рост и развитие детей, способствует профилактике заболеваний, продлению жизни людей, повышению работоспособности. Однако существуют такие заболевания, которые требуют специальной диеты, одно из них -сахарный диабет.
На сегодняшний день большое значение в рациональном питании больных сахарным диабетом придается расширению ассортимента специализированных диабетических продуктов со сниженным содержанием животных жиров, обогащенных пищевыми волокнами, витаминами, микроэлементами и другими биологически активными веществами. Такие продукты способствуют профилактике заболевания, нормализации отдельных звеньев метаболизма и улучшению общего состояния организма.
Среди большого разнообразия продуктов сыры занимают ведущее место в организации правильного питания. Сыр ценится за свою высокую калорийность, питательность, биолого-физиологическую полноценность и разнообразие вкусовых свойств. Пищевая ценность сыра обусловлена высоким содержанием молочных белков и жира, наличием незаменимых аминокислот, витаминов, летучих и высокомолекулярных жирных кислот, кальциевых, фосфорнокислых и других минеральных солей. В сыре содержится 18-25 % белков и других азотистых соединений, значительная часть которых находится в растворимой форме, хорошо усваиваемой организмом человека.
Российский пищевой рынок в целом развивается в соответствии с мировыми тенденциями. В настоящее время он характеризуется широким разнообразием продуктов, как
отечественного производства, так и импортного, т. е. налицо глобализация продуктового рынка. При этом специалисты отмечают, что в 2014 г., несмотря на прирост производства отечественных сыров и сырных продуктов, потребитель вследствие серьезного роста цен в течение прошлого года как на отечественном, так и на мировом рынке, отказывается от сыров в пользу более дешевых сырных продуктов [1-4].
Учитывая вышеизложенное, на кафедре продуктов питания и пищевой биотехнологии в рамках реализации гранта Президента РФ № 14.120.14. 5651-МК от 03 февраля 2014 г. проведены исследования и разработана ресурсосберегающая технология, не содержащего лактозы продукта. Он включает функциональные ингредиенты, способствующие при его систематическом употреблении профилактике диабета.
В качестве основного сырья для производства в экспериментальных исследованиях использовалось обезжиренное молоко с массовой долей (%): белка - (3,0±0,5); лактозы (4,65±0,11); жира (0,05±0,01).
С целью получения продукта, не содержащего лактозы, был исследован процесс гидролиза обезжиренного молока. Среди разнообразных способов гидролиза лактозы наибольшей привлекательностью обладает ферментативный, это объясняется простотой реализации для производства при максимальном обеспечении в продукте пищевой, биологической и энергетической ценности, а также рядом экономических составляющих. Одним из путей снижения себестоимости продукта при использовании для гидролиза ферментных препаратов является оптимизация процесса гидролиза по следующим факторам:
достижение частичного гидролиза лактозы (до 50 %);
использование ферментных препаратов для гидролиза лактозы с
Форма постановки эксперимента носила классический характер. Поскольку действие фермента зависит от ряда факторов, было проведено три серии эксперимента, каждая в 3-кратной повторности.
Серия I - изучена зависимость степени гидролиза лактозы от концентрации фермента и температуры процесса гидролиза: эксперимент проводился в интервале температур от 10 до 50 °С в течение 4 ч, при постоянном значении активной кислотности (6,60±0,05) ед. рН.
Серия II - исследована зависимость степени гидролиза лактозы от концентрации фермента и продолжительности процесса (ч): для определения влияния продолжительности процесса на степень гидролиза лактозы в пастеризованное и охлажденное до (39±1) °С молоко вносили от 0,02 до 0,10 % ферментного препарата.
Серия III - определялась зависимость степени гидролиза лактозы от концентрации фермента и активной кислотности. Для изучения влияния активной кислотности на процесс гидролиза лактозы ферментом готовились образцы обезжиренного молока с показателями кислотности от 6,26 до 6,75 ед. рН. Для этого в молоко вносился 4 н. раствор КОН. В полученные образцы после пастеризации и охлаждения до температуры 37 °С вводился ферментный препарат в количестве от 0,02 до 0,10 %.
Количество лактозы определяли йодометрическим методом по ГОСТ 29248-91, после чего рассчитывали степень гидролиза лактозы.
ENGINEERING AND TECHNOLOGY
Таблица 2
Основные характеристики полутвёрдого сыра для плавленого сырного
продукта
Показатель Содержание/Характеристика
Массовая доля влаги, % 42,0+1,0
Массовая доля жира в сухом веществе, % 45+1,0
Массовая доля соли, % 1,5+0,5
Энергетическая ценность, ккал/кДж 145,64/609,77
Внешний вид Корка ровная, тонкая, без повреждений и толстого подкоркового слоя. Поверхность сыра чистая
Вкус и запах Умеренно выраженный, сырный, с наличием пряности
Консистенция Тесто нежное, пластичное однородное
Рисунок На разрезе сыр имеет неровный рисунок, состоящий из глазков круглой и овальной формы, допускается наличие мелких глазков и глазков неправильной формы
Цвет теста Светло-желтый, равномерный по всей массе
Серия I - количество вносимого фермента Ha-Lactase варьировалось: опыт 1 - 0,02 %; опыт 2 - 0,04 %; опыт 3 - 0,06 %; опыт 4 - 0,08 %; опыт 5 - 0,10 %. Полученные результаты представлены на рис. 1.
Проведена математическая обработка данных, получены уравнения регрессии, которые характеризуют графики (рис. 1) как параболы с точкой перегиба при температурном режиме (39±1) °С. Достоверность полученных результатов подтверждается коэффициентом аппроксимации, величина которого колеблется от 0,969 до 0,998.
Серия II - процесс гидролиза проводился при постоянном значении параметров: температура (39±1) °С, активная кислотность обезжиренного молока (6,60±0,05). Результаты, полученные в ходе эксперимента, представлены на рис. 2.
Анализируя данные по характеру изменения степени гидролиза лактозы в обезжиренном молоке в зависимости от продолжительности процесса и количества вносимого фермента, можно отметить, что интенсивность получения одного и того же показателя степени гидролиза лактозы в обезжиренном молоке выше в образцах, где концентрация фермента больше. Т. е. регулируя продолжительность процесса и концентрацию фермента, можно обеспечить необходимую степень гидролиза лактозы путем снижения дозы фермента, что играет важную роль при снижении себестоимости продукта,.
Серия III - процесс гидролиза осуществлялся при постоянном значении параметров: температура (39±1) °С, продолжительность - (3,0±0,5) ч. Результаты исследований степени гидролиза лактозы в обезжиренном молоке в зависимости от активной
кислотности среды и при различной концентрации фермента представлены на рис. 3.
В результате исследований получены экспериментальные данные, позволяющие судить о характере протекания процесса гидролиза лактозы в обезжиренном молоке под влиянием различных доз фермента Ha-Lactase и установить следующие параметры процесса гидролиза обезжиренного молока:
концентрация фермента Ha-Lactase должна быть (0,04-0,05) %;
температура гидролиза - (39± 1) °С;
время - (3,5±0,5) ч.
При данных параметрах массовая доля лактозы снижается на 50 % от исходного количества и составляет (2,4±0,1) %.
На основании использования низ-колактозного обезжиренного молока и бактериального концентрата в активизированной форме разработана интенсивная технология полутвёрдого сычужного сыра для плавленого сырного продукта. Основные характеристики полутвёрдого сыра представлены в табл. 2.
Полутвердый сыр включен в рецептуру плавленого сырного продукта, он не содержит лактозы. Другими функциональными компонентами рецептуры плавленого сырного продукта являются:
синбиотический сливочный компонент, разработанный на основе молочных сливок с м.д.ж. 20 %, ферментированный комбинированной культурой Лактина вида LAT BY (Str. thermophilus, L. bulgaricus) и ВВ-12 -тип Bifidobacterium, содержащей Bifidobacterium lactis, в присутствии пребиотика - изолята сывороточных белков;
«Природный инулиновый концентрат», обеспечивающий в 100 г
Продолжительность гидролиза,!
Рис. 2. Зависимость степени гидролиза лактозы в обезжиренном молоке от продолжительности процесса и концентрации фермента
6,0 6,5 7.0 7.5 8.0 Активная кислотность, ед. рН
Рис. 3. Зависимость степени гидролиза лактозы в обезжиренном молоке от активной кислотности и концентрации фермента
продукта профилактическую дозу инулина;
технически необходимый ингредиент, соль-плавитель.
Плавленый сырный продукт отличается высокими органолептиче-скими показателями: кремообразной консистенцией, сырным вкусом, приятным светло-кремовым цветом и рекомендуется для профилактического питания лицам, предрасположенным к заболеванию сахарным диабетом.
Научная новизна технологии отражена в патенте 2431409 РФ [5]. Для реализации технологии в производственных условиях разработана нормативная и техническая документация.
ЛИТЕРАТУРА
1. Свириденко, Ю.Я. Инновационные разработки в области сыроделия / Ю.Я. Свириденко, В.А. Мордвинова //
Сыроделие и маслоделие. - 2011. -№ 3. - С. 17-19.
2. Берлай, В.С. «Положительные» тенденции на рынке сыров и сырных продуктов / В.С. Берлай // Переработка молока. - 2014. - № 8. -С. 38-39.
3. Гаврилова, Н.Б. Комплексная технология плавленых сыров и сыр-
ных продуктов / Н.Б. Гаврилова, Е.А. Молибога // Сыроделие и маслоделие. - 2014. - № 45. - С. 18-19.
4. Гаврилова, Н.Б. Инновационные технологии плавленых сыров и сырных продуктов для функционального питания / Н.Б. Гаврилова, Е.А. Моли-бога // Пищевая промышленность. -2014. - № 10.
5. Пат. 2431409 Российская Федерация, МПК А23С 19/055 (2006.01). Способ производства сырного продукта / Н.Б. Гаврилова, Д.С. Рябко-ва, Т.В. Рыбченко, Е.А. Молибога; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Омский гос. аграр. ун-т», -№ 2010105774/10; заявл. 17.02.2010; опубл. 20.10. 2011. Бюл. № 29.
Технология плавленого сырного продукта для специального питания
Ключевые слова
гидролиз; интенсивная технология; концентрация; лактоза; плавленый сырный продукт; специальное питание; температура; ферментация; функциональные ингредиенты
Реферат
На сегодняшний день большое значение для рационализации питания больных сахарным диабетом имеет расширение ассортимента специализированных диабетических продуктов со сниженным содержанием животных жиров, обогащенных пищевыми волокнами, витаминами, микроэлементами и другими биологически активными веществами. Новые виды пищевых продуктов будут способствовать профилактике заболевания, нормализации отдельных звеньев метаболизма и улучшению общего состояния организма. В статье обсуждается проблема питания населения, страдающего диабетом, и необходимость разработки технологии молочных продуктов для специального (профилактического) питания.
В организации правильного питания сыры занимают ведущее место. Сыр является одним из ценных пищевых продуктов благодаря высокой калорийности, питательности, биолого-физиологической полноценности и разнообразию вкусовых свойств. Пищевая ценность сыра обусловлена высоким содержанием молочных белков и жира, наличием незаменимых аминокислот, витаминов, летучих и высокомолекулярных жирных кислот, кальциевых, фосфорнокислых и других минеральных солей. В сыре содержится до 18-25 % общей массы белков и других азотистых соединений, значительная часть которых находится в растворимой форме и хорошо усваивается организмом человека.
В статье приведены результаты исследования процесса частичного ферментативного гидролиза лактозы в обезжиренном молоке. С целью получения продукта, не содержащего лактозу, был исследован процесс гидролиза обезжиренного молока. Среди разнообразных способов гидролиза лактозы наибольшей привлекательностью обладает ферментативный, это объясняется простотой реализации для производства при максимальном обеспечении в продукте пищевой, биологической и энергетической ценности, а также рядом экономических составляющих. Установлены следующие параметры процесса гидролиза лактозы в обезжиренном молоке: концентрация фермента На-1_аСже - (0,04-0,05) %; температура гидролиза - (39±1) °С; время - (3,5±0,5) ч.
На основе низколактозного молока разработана интенсивная технология полутвёрдого сыра для плавления - основного компонента рецептуры плавленого сырного продукта с функциональными свойствами для специального (профилактического) питания. Плавленый сырный продукт отличается высокими органолепти-ческими показателями: кремообразной консистенцией, сырным вкусом, приятным светло-кремовым цветом и рекомендуется для профилактического питания лицам, предрасположенным к заболеванию сахарным диабетом. Научная новизна технологии отражена в патенте РФ. Для реализации технологии в производственных условиях разработана нормативная и техническая документация.
Авторы
Гаврилова Наталья Борисовна, д-р техн. наук, профессор,
Молибога Елена Александровна, канд. техн. наук, доцент,
Рябкова Дина Сергеевна, канд. техн. наук, доцент,
Омский государственный аграрный университет
им. П.А. Столыпина, 644008, г. Омск, ул. Институтская пл. д. 2,
дауп1оу49@таП.ш
Technology of processed cheese product for special nutrition purposes
Key words
special nutrition; concentration; intensive technology; processed cheese product; hydrolysis; fermentation; lactose; temperature; functional ingredients
Abstracts
At present diversification of specialized diabetic products having reduced contents of animal fats, enriched with dietary fibers, vitamins, microelements and other biologically active substances plays an important role in rational diet of the people suffering from diabetes. New types of foodstuffs will contribute to disease prevention, normalizing of certain metabolism stages and general health improvement. This article is concerned with the problem of diabetic diet and the necessity of development of the special (disease preventing) nutrition dairy products technology.
Among the wide variety of foodstuffs cheeses are the leading products for organizing the proper diet. Cheese is one of the healthiest foodstuffs due to its high caloric and nutritive values, biological and physiological usefulness and variety of tastes. The nutritive value of cheese is determined by high contents of milk proteins and fats, essential amino acids, vitamins, volatile and macromolecular fatty acids, calcium and phosphate and other mineral salts. Cheese contains proteins and other nitrogenous compounds which make up 18-25 % of its mass. These are soluble and thus are better digested.
The article provides the results of research of partial fermentative lactose hydrolysis in skimmed milk. In order to ensure the absence of lactose in the resulting product the hydrolysis process of skimmed milk was investigated. Out of the wide variety of lactose hydrolysis methods the enzymic method is the most useful due to its simplicity in industrial implementation along with ensuring high nutritive, biological and caloric values of the product, as well as a number of economic benefits.
The following characteristics of lactose hydrolysis process in skimmed milk were determined: «Ha-Lactase» enzyme concentration should be (0.04-0.05)%; hydrolysis temperature should be (39+1)°C; time is (3.5+0.5) hours.
An intensive technology of semi-hard cheese for processing based on the use of lactose-reduced milk. The said cheese is the basic component of processed cheese product formula having specific functional characteristics for special (disease preventing) nutrition. The processed cheese product is characterized by excellent organoleptic properties: cream-like consistency, cheesy taste, pleasant light cream colour, and it is recommended for nutrition of people having predisposition to diabetes. The scientific novelty of the technology is represented in a Russian patent. Regulatory and technical documentation for the industrial implementation of the developed technology has been prepared.
Authors
Gavrilova Natalia Borisovna, Moliboga Elena Aleksandrovna, Ryabkova Dina Sergeevna,
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education «Omsk State Agrarian University named after P. A. Stolypin», Russia
