Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«БЕЛГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ
АКАДЕМИЯ ИМЕНИ В.Я. ГОРИНА»
ОТЧЕТ
О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
по теме:
Разработка
технологии комбинированного напитка с использованием растительного сырья
Начальник научной части
А.Н. Ивченко
Руководитель темы
М.В.Каледина
БЕЛГОРОД
2013
Реферат
Отчет о научно-исследовательской работе состоит из 3 глав, выводов, предложений производству, списка литературы, содержащего 8 источников. Работа изложена на 39 страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц и 6 рисунков.
Разработка технологии комбинированного напитка с
использованием растительного сырья
Перечень ключевых слов: комбинированный напиток, экстракт, молочная сыворотка, антиоксидантные свойства, витамины.
Цель работы - разработать технологию производства пробиотических напитков, обогащенных экстрактами растений на основе молочной сыворотки.
Анализ научно-технической информации показал, что производство продуктов функционального назначения является одним из приоритетных направлений развития пищевой отрасли, в частности молочной. Обогащение молочных продуктов экстрактами растительного сырья придает продуктам антиоксидантные свойства. Особенно актуально и целесообразно производство комбинированных напитков, как наиболее популярного и рентабельного сегмента потребительского рынка. Использование в производстве подобных напитков молочной сыворотки позволит не только расширить ассортимент продуктов лечебно-профилактического назначения, но и частично решить проблему переработки и использования вторичного сырья.
В работе проведено исследование оптимальных параметров экстрагирования БАВ из растительного сырья молочной сывороткой, изучено влияние экстрактов на основе подсырной сыворотки на рост и развитие молочнокислых микроорганизмов, разработаны технологии производства комбинированных напитков, проведена оценка качества продуктов и уставлен срок годности.
Анализ экономической эффективности разработанных
технологий показал, что производство обогащенных молочных продуктов имеет
высокую рентабельность.
Содержание
Введение
. Анализ состояния проблемы и обоснование темы поискового
исследования
. Характеристика объектов исследования и организация проведения экспериментов
. Результаты исследований
.1 Определение оптимальных параметров экстрагирования
биологически активных веществ из растительного сырья молочной сывороткой
.2 Исследование влияния экстрактов на биохимическую активность лактобактерий
.3 Подбор количества вносимого стабилизатора
.4 Разработка технологических решений производства
комбинированных напитков
.5 Анализ экономической эффективности
Выводы
Список
литературы
Нормативные ссылки
В настоящем отчете о научно-исследовательской работе использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 52349-2005. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения.
ГОСТ 3624 - 92 - Молоко и молочные продукты. Титриметрические методы определения кислотности.
ГОСТ 104444.12 - 88 - Продукты пищевые. Методы определения дрожжей и плесневых грибов.
ГОСТ 30729-2001. Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий E.coli.
МУК 4.2.1847-04. Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов.
ГОСТ 10444.11-89. Продукты пищевые. Метод
определения молочнокислых микроорганизмов.
Введение
В настоящее время в России, как и во всех странах развитого мира, происходит значительное изменение отношения людей, и в особенности социально активных слоев населения, к собственному здоровью. В последние годы все большее внимание уделяется созданию продуктов функционального питания, способных оказывать определенное регулирующее действие на организм в целом или на его определенные системы и органы.
Установлено, что одной из причин патологических изменений в человеческом организме, приводящим к преждевременному старению и развитию заболеваний, является избыточное содержание и накопление в биологических жидкостях активных форм кислорода. При этом возникает окислительный стресс. Одним из самых эффективных способов противостояния данному процессу является антиоксидантная терапия, подразумевающая потребление необходимого количества антиоксидантов, содержащихся в различных продуктах питания. В этой связи особого внимания заслуживает вопрос производства комбинированных продуктов питания, обогащенных растительными антиоксидантами.
Актуальность. Целью разработки состава и технологических параметров производства современных пищевых продуктов является обеспечение организма человека путем потребления этих продуктов рядом веществ необходимых для его функционирования и развития. При производстве кисломолочных продуктов происходят биохимические и микробиологические преобразования, вследствие которых формируются специфические функциональные свойства. Одним из перспективных направлений совершенствования технологии кисломолочных продуктов является использование в производстве биологически активных веществ (БАВ) природного происхождения. Растительное сырье издавна используется для лечения и профилактики многих заболеваний, что позволят позиционировать его как БАД-парафармацевтики.
Кроме того, значительный практический интерес представляет изучение возможности использования вторичного молочного сырья, в частности молочной сыворотки в качестве дополнительного сырья в технологии ферментированных молочных продуктов, обогащенных БАВ.
Таким образом, разработка технологии комбинированных продуктов с использованием молочной сыворотки и экстрактов растительного сырья является актуальной и способствует расширению ассортимента продуктов функционального направления.
Научная новизна исследований заключается в определении влияния технологических параметров и различных видов экстрагентов на процесс экстрагирования биологически активных веществ (БАВ) из растительного сырья; экспериментальное обоснование состава заквасочных культур для получения ферментированного напитка, обогащенного БАВ растительного сырья; разработка технологии комбинированных напитков.
Целью работы является разработка технологии комбинированного напитка профилактического назначения, обогащенного БАВ.
Исходя из цели проекта, были сформулированы следующие задачи:
обоснование и выбор видов растительного сырья и экстрагента для извлечения;
исследование влияния технологических параметров на процесс экстрагирования, определение оптимальных параметров;
изучение влияния экстрактов на процесс ферментации молочного сырья культурами молочнокислых микроорганизмов;
разработка технологических решений по созданию функциональных продуктов, обогащенных БАВ;
Практическая значимость заключается в разработке
технологии функционального комбинированного напитка с использованием молочной
сыворотки и создании рекомендаций по технологическим приемам производства.
1. Анализ состояния проблемы и обоснование темы
научного исследования
В последние годы в пищевой промышленности все большее внимание уделяется созданию продуктов функционального питания, которые при систематическом потреблении оказывают благотворное и регулирующие действие на организм. Производство подобных продуктов является одним из приоритетных направлений развития пищевой отрасли, в частности молочной [1,6].
Среди существующих групп функциональных продуктов наиболее стремительный рост потребления на рынке демонстрируют функциональные кисломолочные напитки, как наиболее удобная и доступная форма получения необходимых нутриентов для организма. Кисломолочные напитки можно рассматривать как оптимальную и наиболее технологичную форму пищевого продукта, нацеленного на самый широкий круг потребителей, которую можно использовать для обогащения физиологически функциональными ингредиентами. Технология производства дает возможность создания разнообразных вкусов, отвечающих потребительским требованиям [3,4,7].
Особое значение среди функциональных продуктов занимают молочнокислые напитки с экстрактами растительного сырья, как одна из наиболее простых форм обогащение пищевого рациона продуктами питания, содержащих биологически активные вещества [1].
Растущая популярность растительных экстрактов в производстве комбинированных напитков обусловлена наличием многочисленных целебных свойств у некоторых растений и технологий, которые позволяют эти целебные свойства сохранить и донести до потребителя в конечном продукте [2].
Практический интерес представляет изучение возможности использования вторичного молочного сырья, в частности молочной сыворотки, в технологии подобных напитков. Высокий биотехнологический потенциал молочной сыворотки обусловливает возможность ее применения в качестве экстрагента. Кроме того, она давно зарекомендовала себя как основа лечебно-профилактического питания.
В связи с этим научный интерес представляет извлечение сывороткой наиболее ценных компонентов растительного сырья, с целью получения экстрактов, как основы или дополнительного рецептурного ингредиента для производства комбинированных напитков.
Из растительного сырья, с использованием биотехнологий его переработки, получают концентраты, концентрированные основы, экстракты, обогащенные как легкоусвояемыми веществами углеводной, белковой природы, продуктами гидролиза некрахмалистых полисахаридов, так и биологически активными соединениями [8].
Одними из интересных растений для применения в технологии комбинированных молочных продуктов являются зеленый чай, чабрец и плоды шиповника. Их отличает не только доступность для использования, хорошая сочетаемость по органолептическим показателям с кисломолочными напитками, простота получения экстрактов, но и высокая биологическая активность.
Так, например, в зеленом чае содержится большое количество кофеина и катехина. Высокая эффективность экстракта зеленого чая обусловлена так же наличием ряда витаминов групп С, Р и К. В экстракте зеленого чая содержатся кахетины - эпикахетин и эпигааллокахетин, обладающие огромной биологической активностью. Вместе с витамином С они способны снизить уровень холестерина в крови. В экстракте зеленого чая присутствуют дубильные вещества - танниды. Танниды - это высокомолекулярные соединения, относящиеся к несахарным эфирам. Кофеин в зеленом чае связывается именно с таннидами, в результате чего эти вещества поддерживая друг друга мягко действуют на организм, причем таннид уменьшает вредное воздействие на организм кофеина. Количество витамина С в экстракте зеленого чая несколько превышает содержание этого витамина в цитрусовых. Витамин С подавляет окислительные процессы в организме и способен стимулировать кроветворение [6].
Плоды шиповника изобилуют не только витамином С. Полезные свойства шиповника объясняются тем, что в его биологический состав включены витамины Е, Р, К, А, витамины группы В, марганец, натрий, железо, магний, калий, кальций, хром и фосфор, а также марганец, молибден, кобальт и медь. В состав шиповника также входят эфирные масла, дубильные вещества, органические кислоты, пектины, сахара и много других веществ, которые необходимы для правильного жизненного процесса организма человека.
В химический состав чабреца входят камедь, органические кислоты, флавоноиды, каротин, смолы, тимон и дубильные вещества. Так же в нем содержаться тритерпеновая, тимуловая, урсолоновая, хлорогеновая кислоты. Обладает хорошими противоспалительными и асептическими свойствами.
Как правило, получение растительных экстрактов - сложный технологический процесс, и зачастую последующее хранение приводит к частичной потере активных компонентов, поэтому важно количественное определение БАВ при выделении, очистке и хранении экстрактов.
Нормативные документы предприятий-производителей, как правило, регламентируют содержание БАВ в своей продукции, поэтому важен контроль входящего сырья и готовых продуктов на содержание основных компонентов.
Так как позиционировать предлагаемые напитки с экстрактами предлагается как обладающие антиоксидантной активностью, то определить биологическую активность экстрактов предлагаемых растений можно по количественному содержанию витамина С и биофлавоноидов, в частности рутина.
Среди биологически активных компонентов растений наиболее значимы флавоноиды. Биофлавоноиды (цитрин, рутин, гесперидин и катехин и т.д.) - продукты жизнедеятельности растений. Особенно богаты ими листья чая, плоды цитрусовых, шиповника и черноплодной рябины. Многие биофлавоноиды - пигменты, придающие окраску цветам и плодам растений. Предполагают, что биологическая активность биофлавоноидов обусловлена их способностью тормозить окисление аскорбиновой кислоты, катализируемое ионами тяжелых металлов, с которыми биофлавоноиды образуют хелаты. Считают также, что биофлавоноиды способны тормозить перекисное расщепление липидов. Наряду с капилляроукрепляющим действием некоторые биофлавоноиды оказывают спазмолитическое действие на гладкую мускулатуру, влияют на секреторную активность желудка и печени, обладают противовоспалительным действием. Биофлавоноиды не проявляют кумулятивного или токсического действия. Рутин, кверцетин-3-рутинозид, органическое соединение из группы флавоноидов, молекула которого образована флавоном кверцетином и дисахаридом рутинозой. Содержится в листьях руты душистой и чайного куста, в гречихе и других растениях. Обладает витаминной активностью; регулирует проницаемость капилляров. Применяется как медицинский препарат (часто совместно с аскорбиновой кислотой).
Содержание рутина в экстрактах можно контролировать методам визуального титрования, основанного на окислении рутина в присутствии перманганата калия.
Витамин С - мощный антиоксидант. Он играет важную роль в регуляции окислительно-восстановительных процессов, участвует в синтезе коллагена и проколлагена, обмене фолиевой кислоты и железа, а также синтезе стероидных гормонов и катехоламинов.
Содержание витамина С также можно контролировать методом визуального титрования. Титрование проводят из микробюретки раствором 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия до появления стойкого розового окрашивания. 1 мл раствора 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия (0,001 моль/см3) соответствует 0,000088 г С16Н8О6 аскорбиновой кислоты.
. Характеристика объектов исследования и организация проведения
экспериментов
В процессе реализации задач эксперимента и определения характеристик объектов исследования используются общепринятые ГОСТы, стандартные, стандартизированные, а также модифицированные и усовершенствованные методики, удовлетворяющие целям исследований (таблица1).