Курсовая работа (т): Разработка технологии комбинированного напитка с использованием растительного сырья

Объектами исследования являлись:

молоко коровье цельное (ГОСТ 52054-2003);

йогуртовая закваска прямого внесения YO-MIX™ (Danisco);

бактериальный концентрат L. Casei («AiBi» серия Lb 3.02);

культуры молочнокислых микроорганизмов (Str.thermophilus, Lc.lactis, L.bulgaricus, L.acidophilus);

растительное сырье: зеленый чай крупнолистовой, чабрец, плоды шиповника.

Определение оптимальных параметров экстрагирования растительного сырья сыворотке проводилось следующим образом.

По результатам органолептического анализа были выбраны следующие композиции:

Экстракт 1 - шиповник-зеленый чай;

Экстракт 2 - чабрец-зеленый чай.

Предварительно высушенное и измельченное растительное сырье смешивают в соотношении 1:1 с экстрагентом. В качестве экстрагентов использовали творожную и подсырную сыворотку. Образцы помещали в термостат при температуре от 40 до 60 ºС и выдерживали от 30 до 90 минут. После этого экстракт тщательно фильтровали, отмеряли 10 мл вытяжки и проводили анализ. Массовая доля растительного сырья составила от 2 до 10 % ( с шагом 1 %). В полученных экстрактах определялось содержание рутина и витамина С.

При выборе технологических параметров процесса экстракции БАВ были учтены следующие факторы:

• в процессе экстракции разность концентраций извлекаемого вещества жидкой и твердой фазы постепенно уменьшается, и в определенный момент времени наступает динамическое равновесие процесса, следовательно дальнейшее проведение процесса не целесообразно;

• аскорбиновая кислота окисляется в присутствии О2, скорость деградации витамина С и флавоноидов возрастает с повышением температуры (разрушаются при температуре выше 60 °С), под действием УФ - лучей;

• при увеличении массовой доли экстрагируемого вещества возрастает скорость процесса, однако осложняются последующие процессы выделения целевого компонента.

Обработка экспериментальных данных, полученных в трех-пяти кратной повторности (коэффициент вариации во всех случаях не превышал 12%), проводилась методами математической статистики.

Таблица 1 - Стандартные и общепринятые методы, использованные при проведении исследований

Рисунок 1. Схема проведения эксперимента

3. Результаты исследований

.1 Определение оптимальных параметров экстрагирования биологически активных веществ из растительного сырья молочной сывороткой

Проведены исследования влияния различных технологических факторов на процесс экстракции БАВ из указанных композиций растительного сырья при использовании в качестве экстрагентов подсырной несоленой и творожной сыворотки.

Для проведения эксперимента выбраны следующие параметры процесса экстрагирования: температура (40-60)ºС, количество сырья от 2 до 10% от массы экстрагента. Предварительно высушенное, измельченное растительное сырье смешивали с подсырной или творожной сывороткой и экстрагировали в интервале 40-60 ºС в течение 30 минут. По окончанию термостатирования образцы фильтровались, охлаждались и определялось количественное содержание витамина С и биофлавоноидов (рутина). Результаты представлены в таблицах 1, 2 и на рисунках 1, 2.

Таблица 1 - Количественное содержание биофлавоноидов и витамина С в экстрактах на подсырной сыворотке

Таблица 2 - Количественное содержание биофлавоноидов и витамина С в экстрактах на творожной сыворотке

Из полученных результатов наглядно видно, что с увеличением массовой доли фитосырья в пределах от 2 до 6% для всех температурных режимов наблюдается устойчивое увеличение содержания витамина С и биофлованоидов (рутина). Увеличение массы фитосырья не дает значительного повышения концентрации биологически активных веществ в экстрактах. Экстракция проходит быстрее, но дальнейшее выделение целевого компонента затрудняется. С повышением температуры от 40 до 50 ºС скорость экстракции и содержание биологически активных веществ в экстрактах возрастает. Однако уже при 60 ºС наблюдается снижение содержания витамина С, вследствие его нетермостабильности.

А

Б

Рисунок 1. Влияние температуры и массовой доли фитосырья на эффективность экстракции витамина С молочной сывороткой (А -подсырная сыворотка; Б - творожная сыворотка) температура: 1 - 40 ºС, 2 - 50 ºС, 3 - 60 ºС

А

Б

Рисунок 2. Влияние температуры и массовой доли фитосырья на эффективность экстракции биофлавоноидов молочной сывороткой (А -подсырная сыворотка; Б - творожная сыворотка)

температура: 1 - 40 ºС, 2 - 50 ºС, 3 - 60 ºС

Поскольку водоратворимые витамины более устойчивы в кислой среде, экстракция витамина С и рутина в творожную сыворотку выше, чем в подсырную. Содержание витамина С в экстракте, полученном из смеси шиповник - зеленый чай (экстракт 1) во всех случаях больше, чем из смеси зеленый чай - чабрец (экстракт 2).

Для выявления оптимальной продолжительности процесса экстракции БАВ в молочную сыворотку проводили исследования при следующих условиях: температура 50ºС, массовая доля растительного сырья 6%, время экстракции 30-90 минут. Полученные результаты приводятся в таблицах 3,4.

Таблица 3 - Влияние продолжительности экстракции на содержание витамина С и рутина в творожной сыворотке

Таблица 4 - Влияние продолжительности экстракции на содержание витамина С и рутина в подсырной сыворотке

Из полученных результатов следует, что практически экстракция витамина С и рутина заканчивается через 60 минут. Подобранные технологические параметры (массовая доля фитосырья 6%, температура 50 ºС, продолжительность экстрагирования 60 минут) обеспечивают практически максимальное содержание витамина С и биофлавоноидов, являются экономически и технологически целесообразными.

Для выявления температурного параметра пастеризации сывороточных экстрактов фитосырья проведено дополнительное исследование. Изучалось влияние температурных режимов от 65 до 85 ºС и времени выдержки от 5 до 30 секунд на содержание БАВ в экстрактах. Установлено, что тепловая обработка при температуре 76 ˗ 78 °С и выдержке 5 секунд не приводит к значительному снижению содержания витамина С и рутина. Последующее повышение температуры вызывает резкое снижение содержания аскорбиновой кислоты. Данный температурный режим (76-78ºС с выдержкой 5 секунд) принят в дальнейшем как температура пастеризации экстрактов.

.2 Исследование влияния экстрактов на биохимическую активность лактобактерий

Исследуемые фитокомпозиции планируется использовать в технологии комбинированных кисломолочных напитков, поэтому изучено влияние растительных экстрактов на основе подсырной сыворотки на рост и развитие культур молочнокислых микроорганизмов.

Схема исследования: в равное количество пастеризованного охлажденного до температуры заквашивания молока добавлялись фитоэкстракты, приготовленные на основе подсырной сыворотки, в количестве 5, 10, 15 и 20% к массе молока. Контролем служило молоко без внесения экстрактов. В образцы вносили 5% заквасочной культуры и термостатировали при оптимальной температуре для каждого вида заквасок. В качестве тест культур использовали Lc.lactis, L.bulgaricus, L.acidophilus, Str.thermophilus. Активность брожения фиксировали в динамике по интенсивности кислотообразования [4]. Результаты представлены на рисунке 3.

Установлено, что средняя скорость кислотообразования в образцах с ацидофильной палочкой, болгарской палочкой и термофильным стрептококком с содержанием экстрактов в количестве 5, 10 и 15% незначительно отличается от контроля. При концентрации экстрактов 20 % наблюдается снижение скорости кислотообразования во всех образцах. На развитие Lactococcus lactis оба экстракта оказывают бактериостатическое действие.