авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Разработка биотехнологии сывороточно-соковых напитков с функциональными свойствами

На правах рукописи

Пилипенко Надежда Юрьевна РАЗРАБОТКА БИОТЕХНОЛОГИИ СЫВОРОТОЧНО-СОКОВЫХ НАПИТКОВ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ Специальность: 05.18.04 – Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ставрополь – 2013

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»

Научный консультант: доктор химических наук, профессор Брыкалов Анатолий Валерьевич Жидков Владимир Евдокимович,

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, «Ставропольский институт сервиса», директор Орлова Татьяна Александровна, доктор технических наук, доцент, кафедра технологии производства и переработки с/х продукции, ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», доцент

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодар

Защита состоится «8» июля 2013 г. в 13:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.245.05 ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет» по адресу: 355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1, корпус 3, ауд.506.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО федеральный университет», по адресу:

«Северо-Кавказский 355009, г.Ставрополь, ул. Дзержинского, 120.

Автореферат разослан « » июня 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор В.И. Шипулин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В рамках национального проекта «Здоровье» в России ведущим направлением целевого питания является создание ассортимента продуктов, способствующее улучшению здоровья при их ежедневном употреблении в составе рациона. В центре внимания ученых – разработка качественно новых продуктов, которые не только бы удовлетворяли физиологической потребности человека в питательных веществах, но и обладали бы функциональными свойствами.

Особенностью современного развития пищевой промышленности является разработка новых функциональных продуктов питания, основным предназначением которых является: улучшение функции пищеварения и состояния сердечно-сосудистой системы, укрепление иммунитета, повышение энергетического обмена организма человека и т. д.

Получение продуктов функционального назначения, в том числе и напитков, предусматривает использование в качестве одного из основных составляющих молочную сыворотку, которая содержит комплекс – биологически активных веществ.

Значительный вклад в изучение состава и свойств, а также разработку технологий напитков из молочного сырья внесли отечественные и зарубежные ученые: Н.Н. Липатов, Н.Н. Липатов (младший), А.Г. Храмцов, В.Д. Харитонов, А.А. Остроумов, К.К. Полянский, П.Г. Нестеренко, Л.В.

Голубева, В.В. Василисина, В.Е. Жидков, Е.И. Мельникова, J. Zadow, E.

Murray, O. Braun, M. Tomita и другие.

Особый интерес представляет возможность регулирования пищевой, биологической ценности и функциональных свойств напитков на основе молочной сыворотки, посредствам введения в их состав биологически активных компонентов лекарственных растений и фруктовых соков, которые обогащают продукт витаминами, аминокислотами, органическими кислотами, минеральными веществами, полифенольными соединениями.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что создание биотехнологии получения сывороточно-соковых напитков с функциональными свойствами является актуальным и целесообразным.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью настоящей работы является разработка освежающих напитков функционального назначения на основе молочной сыворотки с добавлением экстрактов лекарственных растений и фруктового сока, исследование их состава и биологических свойств.

В соответствии с сформулированной целью исследования в работе решались следующие задачи:

разработать технологию получения экстрактов из лекарственных • растений;

экспериментально обосновать и оптимизировать параметры • получения экстрактов из лекарственных растений;

исследовать структуру и основные квант-химические • характеристики природных фенольных соединений растительного происхождения;

изучить состав, физико-химические, антиоксидантные свойства • растительных композиций для напитков;

разработать технологию получения функциональных напитков на • основе молочной сыворотки с антиоксидантной добавкой;

исследовать состав, физико-химические, биохимические, • микробиологические и органолептические показатели нового вида функционального продукта;

разработать аппаратурно-процессовую технологическую схему • производства функциональных напитков на основе молочной сыворотки;

разработать техническую документацию на сывороточно • соковые напитки функционального назначения;

провести оценку экономической эффективности, экологический • мониторинг и обосновать безопасность разработанной технологии с использованием элементов ХАССП.

Научная новизна работы заключается в следующем:

оптимизированы технологические параметры экстракции биологически активных веществ из лекарственных растений с установлением состава;

проведены сравнительные исследования состава экстрактов лекарственных растений мелиссы лекарственной, мяты перечной и эхинацеи пурпурной с использованием в качестве экстрагентов воды, творожной молочной сыворотки и изомеризованной сыворотки;



- установлено влияние природы и состава экстрагентов – вода, творожная сыворотка и изомеризованная молочная сыворотка на показатели антиоксидантной активности экстрактов;

- результаты исследований легли в основу для разработки технологии новых сывороточно-соковых напитков, содержащих антиоксиданты флавоноидной природы;

- изучены качественные показатели функциональных сывороточно соковых напитков с установлением уровня их пищевой и биологической ценности и с обоснованием сроков хранения.

Практическая значимость работы. Разработана техническая документация на сывороточно-соковые напитки, содержащие экстракты лекарственных растений - СТО 9224-035-10125033-13;

СТО 9224-036 и СТО 9224-037-10125033-13. Произведены опытно 10125033- промышленные выработки сывороточно-соковых напитков на базе учебного научно-производственного комплекса «Агробиотехпереработка», Кубанский госагроуниверситет, г. Краснодар (2013 г.), ООО НПФ «Виктория +», г.

Ставрополь (2013 г.). Результаты работы используются в курсовом и дипломном проектировании студентов специальности 260100.68 – Технология продуктов питания, факультета перерабатывающих технологий, КубГАУ.

Инновационные приоритеты работы.

- исследование закономерностей влияния состава и природы экстрагента на антиоксидантную активность экстрактов лекарственных растений - разработка рецептуры и инновационных технологий производства сывороточно-соковых напитков, обогащенных антиоксидантами фенольной природы в сочетании с пребиотиком лактулозой.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на различных международных, всероссийских и региональных научно-практических конференциях: научно-практической конференции молодых ученных и студентов юга России «Медицинская наука и здравоохранение» (г. Краснодар, 2011);

международной научно практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях» (г. Москва, 2011);

всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2012);

международной научно-практической конференции «Современные достижения в области производства и переработки натуральной пищевой продукции и оценка ее качества» (г. Краснодар, 2012);

всероссийской конференции «Аналитическая хроматография и капиллярный электрофорез» (г. Краснодар, 2013).

Публикации. Основное содержание работы

отражено в публикациях, в том числе в 5 статьях в журналах, рекомендованных ВАК РФ и одной монографии.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, содержащего 136 наименований, в том числе 31 иностранный источник и 5 приложений. Содержание работы изложено на 155 страницах, включая 39 таблиц и 33 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ Во введении рассмотрена и обоснована актуальность выбранного направления. Сформулирована цель диссертационной работы.





В первой главе проведен анализ научной информации и экспериментальных данных отечественных и зарубежных авторов, подтверждающих актуальность производства функциональных напитков.

Дана характеристика состава и свойств вторичного молочного сырья и растительных компонентов, как объектов физико-химической и биотехнологической обработки. В соответствии с проведенным анализом научной литературы и поставленной целью сформулированы задачи научной работы.

Во второй главе рассмотрена организация работы и определена схема проведения исследований, которая представлена на рисунке 1. Она отражает последовательность и взаимосвязь различных этапов выполнения диссертационной работы. Также в данной главе изложены требования к объектам исследований и экспериментальным установкам. Описаны методики исследований, методы математического планирования и обработки результатов эксперимента.

Объектами исследований являлись молочная сыворотка соответствующая ГОСТ 53438-2009;

молочная сыворотка изомеризованная, соответствующая требованиям ТУ 9223-123-04610209-2002 «Сыворотка молочная сухая подсырная»;

лекарственные травы соответствующие нормативной документации (мелисса лекарственная - ФС 42-3645-98, мята перечная - ГОСТ 23765-94, эхинацея пурпурная - ВФС 42-2371-94);

сок манго соответствующий ГОСТ Р 52187-2003;

пектин (Andre Pectin) в соответствии с требованиями ГОСТ 29186-91;

лимонная кислота отвечающая требованиям ГОСТ 908-2004;

сахар соответствующий ГОСТ 21 – 92 «Сахар – песок».

Анализ состояния вопроса Постановка цели и задач исследований Объекты исследования Методы исследования Молочная сыворотка (творожная Традиционные методы и изомеризованная) Лекарственные растения (мелисса Совершенствование методов лекарственная, мята перечная, определения лактозы и лактулозы эхинацея пурпурная) Разработка методологии и концепции экспериментальных исследований Изучение параметров проведения экстракции лекарственных растений соотношение температура время рН компонентов Оптимизация процесса экстракции Изучение состава и показателей экстрактов лекарственных растений Исследование Разработка технологии квантово-химических свывороточно-соковых напитков характеристик полифенольных с функциональными свойствами, соединений растительных опытно-промышленным путем экстрактов Изучение состава и показателей качества напитков (пищевой, биологической ценности, антиоксидантных свойств, физико-химических показателей) Обработка и оптимизация опытных данных Адаптация Органолептическая Разработка системы ХАССП технической оценка напитков для технологии документации напитков Экономическая Показатели Апробация результатов эффективность безопасности исследования Рисунок 1 – Схема проведения исследований Основные методы и методики исследований. При проведении исследований объектов использовались общепринятые ГОСТы, стандартные методы определения физико-химических, биохимических и микробиологических показателей. Также для определения химического состава объектов исследования промежуточных и конечных продуктов были использованы специальные методики – капиллярный электрофорез на оборудовании «Капель 105» (ОАО «НПФ Люмэкс», Россия), определение антиоксидантной активности на приборе «Цвет Яуза-01-АА», определение дубильных веществ, флавоноидов и гидроксикоричных кислот спектрофотометрическим методом. Результаты экспериментальных исследований подвергались статистической обработке данных с помощью пакета прикладных программ «Statistica 5.5», «Microsoft Exсel».

В третьей главе была разработана технология получения экстрактов лекарственных растений в соответствии с поставленной целью и задачами.

Экстракцию биологически активных веществ из растительных источников осуществляли водой при соотношении компонентов 1:13-1:40, при температуре 55-650С и времени процесса 30-90 мин. Кроме водной экстракции лекарственных растений проведена экстракция творожной и изомеризованной молочной сывороткой при оптимальных условиях – соотношении компонентов 1:40, температуре 450С и времени процесса минут. Данная технология имеет 8 стадий (рисунок 2).

Для оптимизации параметров в технологии экстракции биологически активных веществ из фитосырья был реализован трехфакторный эксперимент. В качестве выходного параметра использовали содержание флавоноидов в экстрактах из мелиссы лекарственной, мяты перечной, эхинацеи пурпурной (у1,у2,у3). В качестве изучаемых факторов оптимизации были исследованы соотношения масс фитосырья и экстрагента (х1 – 1:40;

1:20;

1:13) температурный режим экстракции (х2 – 450С;

550С;

650С) и продолжительность экстракции (х3 – 30, 60, 90 минут).

Подготовка фитосырья, оценка по качеству 2 Консервация фитосырья в холодильной камере при 4-50С Очистка фитосырья, высушивание при 21-240С Измельчение сырья до размера частиц 1-1,5 мм Получение экстрактов Экстракт на основе Экстракт на основе творожной молочной изомеризованной сыворотки молочной сыворотки Экстракт водный Фильтрация Пастеризация экстрактов при t=750С, = 15 сек Охлаждение до температуры 23-270С Рисунок 2 – Схема получения экстрактов лекарственных растений Для определения оптимальных параметров процесса экстракции фенольных компонентов лекарственных растений были построены поверхности отклика выходных параметров процесса.

Анализ результатов нейроно-сетевого моделирования позволил получить уравнения регрессии адекватно описывающие процесс экстракции флавоноидов из лекарственного растения мелиссы лекарственной:

у1 = – 2,06750 + 0,62х1 + 0,11967х1 + 0,0229х1 –0,013х1-0,0026х2 – 0,05х + 0,0001х1х2 – 0,0058х1х3 + 0,00057х2х В соответствии с приведенным нейроно-сетевым моделированием и анализом полученных графических зависимостей установлено, что оптимальными факторами экстракции флавоноидов из мелиссы лекарственной является соотношение фитосырья с экстрагентом 1:13, температура экстракции 550С и продолжительность экстракции 50 минут.

Оптимальными факторами экстракции флавоноидов соответственно из эхинацеи пурпурной и мяты перечной являются соотношения фитосырья с экстрагентом 1:13 и 1:40, температуры экстракции 550С и 650С, продолжительность экстракции 30 минут и 90 минут.

В полученных экстрактах определено содержание биологически активных веществ. В таблице 1 представлены результаты исследований.

Таблица 1 – Физико-химические показатели и состав водных экстрактов лекарственных растений Наименование Мелисса Мята Эхинацея показателя лекарственная перечная пурпурная Плотность, кг/м3 996±49,8 997±49,85 998±49, Значение рН 7,17±0,36 7,35±0,37 7,32±0, Содержание сухих 2,74±0,14 2,74±0,14 2,74±0, веществ, % Количественное содержание 0,64±0,032 0,67±0,034 0,75±0, флавоноидов, % Количественное содержание 0,14±0,007 0,16±0,008 0,18±0, гидроксикоричных кислот, % Количественное содержание 1,4±0,070 1,88±0,094 1,44±0, дубильных веществ, мг/г Экстракты характеризуются широким набором фенольных соединений – антиоксидантов. Содержание флавоноидов в экстрактах лекарственных растений в пределах 0,64-0,75 %, гидроксикоричных кислот 0,14-0,18 % и дубильных веществ 1,40-1,88 %.

В составе экстрактов лекарственных растений было количественно определено содержание катионов, анионов, органических кислот, фенольных соединений, витаминов, аминокислот и сахаров методом капиллярного электрофореза. Результаты исследований приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Сравнительный состав водных экстрактов лекарственных растений Наименование Эхинацея Мята Мелисса показателя пурпурная перечная лекарственная Содержание катионов, мг/дм Калий 18442±553,6 17208±516,2 25156±754, Натрий 339±10,1 792±23,7 1153±34, Магний 4550±136,5 1505±45,1 1944±58, Кальций 10773±323,1 4100±123,0 2285±68, Содержание анионов, мг/дм Хлорид 3723±111,6 639±19,1 4230±126, Сульфат 593±17,7 1320±39,6 1315±39, Нитрат 215±6,4 2913±65,7 2920±87, Содержание органических кислот, мг/дм Щавеливая кислота 510±15,3 280±8,4 350±10, Винная кислота 2250±67,5 2850±85,5 10410±312, Яблочная кислота 18610±558,3 5510±165,3 6400±192, Янтарна кислота 4430±132,9 2370±71,1 1690±50, Лимонная кислота 3340±100,2 15260±457,8 4670±140, Содержание аминокислот мг/дм Лейцин - 2,98±0,09 0,81±0, Валин 0,67±0,02 12,49±0,37 0,40±0, Пролин 29,62±0,88 49,65±1,49 11,36±0, Треонин - 7,14±0,21 2,80±0, Серин 0,75±0,02 4,13±0,12 0,48±0, Аланин 1,47±0,04 4,77±0,14 Глицин 1,52±0,05 1,26±0,04 Содержание сахаров мг/дм Галактуроновая 49,77±1,4 15,63±0,4 39,9±1, кислота Фруктоза 1205,0±36,1 3038,0±91,1 949,7±28, Глюкоза 1249,0±37,4 - 1215,0±36, По данным таблицы в экстрактах трех лекарственных растений преобладают катионы калия и кальция, в меньшем количестве обнаружено содержание катионов натрия и магния. В спектре органических кислот наибольшее содержание лимонной кислоты, яблочной и винной, которые как компоненты в технологии напитков могут создавать особенности их органолептических свойств, также как и обнаруженные фруктоза и глюкоза.

По данным таблицы экстракты мяты перечной и мелиссы лекарственной содержат незаменимые аминокислоты, такие как лейцин, метионин и валин.

По результатам сравнительных экспериментальных исследований методом КЭФ установлено, что при использовании в качестве экстракта лекарственных растений творожной молочной сыворотки также как и в водных экстрактах из катионов наибольшее содержание калия, кроме преобладающих яблочной, винной и лимонной органических кислот определено количественное содержание молочной кислоты 65,4-87,7 г/дм3, из незаменимых аминокислот обнаружен дополнительно аргинин.

В экстрактах лекарственных растений была исследована их антиоксидантная активность. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Биантиоксидантные свойства экстрактов лекарственных растений Антиоксидантная активность, мг/дм3 (по галловой кислоте) Экстракция Наименование Экстракция Экстракция изомеризованной творожной водой молочной сывороткой сывороткой Мята перечная 173,7±8,6 111,3±5,5 110,9±5, Эхинацея 63,1±3,1 173,1±8,6 160,5±8, пурпурная Мелисса 233,5±11,6 125,8±6,2 115,8±2, лекарственная Результаты исследований показывают, что при использовании водного экстрагента полученные экстракты по показателям антиоксидантной активности могут быть ранжированы следующим образом: экстракт мелиссы лекарственной экстракт мяты перечной экстракт эхинацеи пурпурной, тогда как сыворотки и изомеризованной сыворотки установлен следующий ряд: экстракт эхинацеи пурпурной экстракт мелиссы лекарственной экстракт мяты перечной. Результаты могут быть объяснены различием природы и состава экстрагентов и лекарственных растений.

Особенностью экстрактов лекарственных растений с применением экстрагента изомеризованной молочной сыворотки является содержание в составе кроме полифенольных антиоксидантов пребиотика лактулозы в концентрации 2,4 г/дм3, что обуславливает бифидус фактор.

Направленность полученных результатов экспериментальных исследований по биоантиоксидантным свойствам лекарственных растений определяется последующим их применением в качестве добавки к напиткам, обеспечивающей конкурентоспособные показатели качества, безопасность. К тому же применение фитоантиоксидантов флавоноидной природы в производстве продуктов будет способствовать ингибированию окисления липидов, что является фактором увеличения продолжительности хранения пищевых продуктов при сохранении пищевой и биологической ценности.

Таким образом, экстракты исследуемых лекарственных растений имеют высокий уровень антиоксидантных свойств благодаря содержанию флавоноидов, гидроксикоричных кислот, дубильных веществ, витаминов, растительных белков с сульфгидридными группами, что создает обоснованную возможность по их применению в качестве компонентов в напитках.

В четвертой главе описывается технологический процесс производства сывороточно-соковых напитков функционального назначения, который проводился в соответствии с блок-схемой, представленной на рисунке 3, в качестве экстрагента использовалась вода.

На основе разработанной технологии были проведены опытные выработки сывороточно-соковых напитков.

Для оценки качества напитков функционального назначения на основе молочной сыворотки был изучен их состав и исследованы физико химические параметры, проведена органолептическая оценка продуктов.

Результаты исследований отражены в таблице 4.

МОЛОЧНАЯ СЫВОРОТКА Приемка, подготовка сырья Сахарный сироп Очистка от казеиновой пыли Пастеризация Пектин t=72±20С, = 15-20 сек Сок манго Внесение наполнителей, Лимонная перемешивание, кислота ферментация = 10-15 мин, t=38±20С Пастеризация Экстракты лекарствен t=72±20С, = 15-20 сек ных растений Охлаждение t=4±20С Розлив, упаковка, маркировка Хранение, реализация t=4-80С Рисунок 3 – Блок-схема получения сывороточно-соковых напитков Таблица 4 – Состав и физико-химические показатели сывороточно соковых напитков Напитки сывороточно-соковые Наименование с мелиссой с мятой с эхинацеей показателей лекарственной перечной пурпурной 1 2 3 Внешний вид и Однородная непрозрачная жидкость с выпадением при консистенция хранении незначительного осадка, исчезающего при перемешивании Вкус и запах чистый, кисло- чистый, кисло сладкий, кисло-сладкий, с сладкий, освежающий с выраженным тонизирующий с ароматом ароматом мяты ароматом мелиссы и манго эхинацеи и манго 1 2 3 Цвет светло желтый Плотность,кг/м3 1072±53,6 1071±53,6 1073±53, Значение рН 3,97±0,19 3,95±0,19 3,98±0, Кислотность, 0Т 61±3,05 60±3,00 62±3, Содержание 0,53±0,02 0,69±0,03 0,61±0, флавоноидов, % Содержание гидроксикоричн 0,03±0,002 0,04±0,002 0,05±0, ых кислот, % Содержание сухих веществ, 7,55±0,38 7,54±0,38 7,55±0, % Содержание минеральных 0,32±0,02 0,30±0,02 0,31±0, веществ, % Для более полной органолептической оценки проводилась дегустация полученных напитков. Ниже, на рисунке 4 приведено графическое представление результатов дегустационных данных с помощью профильного анализа.

Дегустационная оценка качественных характеристик трех напитков показала, что все характеризуются сложным ароматом, достаточно насыщенным. Напиток с экстрактом мяты перечной имеет выраженный аромат настоя травы.

Вкус напитков кисло-сладкий, сложный для напитков, содержащих экстракты мяты перечной и эхинацеи пурпурной, и в меньшей степени с экстрактом мелиссы лекарственной. Сливочный вкус указанных напитков придают продуктам гармоничность.

Послевкусие напитков приятное и характеризуется продолжительностью. Сывороточно-соковый напиток, содержащий экстракт эхинацеи пурпурной отличается некоторой терпкостью в послевкусии.

Рисунок 4 – Графическое представление результатов профильного анализа аромата, вкуса и послевкусия сывороточно-соковых напитков По результатам исследований установлено, что срок хранения напитков составляет 15 суток при температуре 4±20С с сохранением органолептических показателей, титруемой кислотности и с соответствием с ФЗ №88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию».

В таблице 5 представлены данные по микробиологической оценке сывороточно-соковых напитков, срок хранения 15 суток.

Таблица 5 – Микробиологическая оценка сывороточно-соковых напитков, содержащих экстракты лекарственных растений Наименование показателей С мелиссой С мятой С эхинацеей лекарственной перечной пурпурной КМАФАнМ, КОЕ в 1 см3, не 3,9104 2,8103 1, более БГКП, в 0,1 см3 не обнар. не обнар. не обнар.

Коагулазоположительные стафилококки и S.aureus в 1,0 не обнар. не обнар. не обнар.

см Патогенные м.о., в т.ч.

не обнар. не обнар. не обнар.

сальмонеллы, в 25 см L.monocytogenes, в 25 см3 не обнар. не обнар. не обнар.

По микробиологическим показателям напитки соответствуют установленным требованиям ФЗ №88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию».

Разработана аппаратурно-процессовая схема производства сывороточно-соковых напитков с использованием имеющегося в отрасли оборудования (рисунок 5).

Рисунок Схема технологической линии производства 5 – функциональных напитков на основе молочной сыворотки.

1– насос центробежный;

2 – счетчик объемный;

3 – вибрационное сито;

4 – охладитель пластинчатый;

5 резервуар для сыворотки;

6 пластинчатая – – пастеризационно-охладительная установка;

7 – резервуар для напитка;

8 – резервуар для сока;

9 – резервуар для экстракта лекарственных растений;

10 – фасовочный аппарат;

11 – мельница;

12 – экстрактор;

13 – центрифуга.

С использованием принципов ХАССП определены риски и критические контрольные точки при производстве напитков. Проведен мониторинг и анализ опасных факторов по каждой критической контрольной точке. Качество сывороточно-соковых напитков определяется взаимодействие следующих факторов: качественными показателями сырья (молочная сыворотка, сок манго, экстракт лекарственных растений), уровнем качества технологических процессов и соблюдением функционирования принципов ХАССП по контролю на этапах производства продукции.

В пятой главе представлены технико-экономические показатели по разработанной технологии напитков.

Анализ экономической эффективности разработанной технологии сывороточно-соковых напитков с функциональными свойствами показал, что данные продукта имеют невысокий уровень себестоимости в пределах 25- тыс.руб. за 1 тонну, что определяется использованием в технологии выбранного вторичного сырья – молочная сыворотка, а также за счет того, что продукты будут производиться на имеющемся оборудовании и в цехах существующих предприятий молочной промышленности. Данные экономические факторы с рентабельностью в пределах 46-55 % позволяют окупить затраты на промышленное внедрение технологии, выделить средства на рекламную деятельность, маркетинговые исследования.

Выводы 1. Теоретически обоснованна и экспериментальна подтверждена целесообразность применения компонентов из лекарственных растений для разработки технологии функциональных напитков на основе молочной сыворотки, обогащенных флавоноидами и витаминами, придающими напиткам антиоксидантные свойства.

2. Получены математические модели адекватно описывающие процесс экстракции биологически активных веществ флавоноидов из – лекарственных растений. Рациональными режимами процесса экстракции являются следующие: для мелиссы лекарственной соотношение фитосырья с экстрагентом 1:13, температуры экстракции 550С, продолжительность экстракции 50 мин. Для эхинацеи пурпурной и мяты перечной соответственно: 1:13, 550С, 30 мин;

1:40, 650С, 90 мин.

Проведены исследования разных вариантов экстракции 3.

лекарственных растений водная, творожной сывороткой и – изомеризованной молочной сывороткой. Установлено, что водные экстракты содержат широкий спектр следующих биологически активных веществ:

флавоноидов 0,64-0,75 %, гидроксикоричных кислот 0,14-0,18 %, дубильных веществ 1,4-1,8 %. В экстрактах молочной творожной сывороткой, кроме нативных соединений, обнаружено содержание флавоноидов 0,41-0,59 %, гидроксикоричных кислот 0,08-0,25 %, дубильных веществ 1-1,12 %.

Особенностью экстракта на основе изомеризованной молочной сыворотки является содержание пребиотика лактулозы в концентрации 2,2-2,4 г/дм3.

Установлено, что при использовании водного экстрагента, 4.

полученные экстракты по показателям антиоксидантной активности ранжированы следующим образом: экстракт мелиссы лекарственной экстракт мяты перечной экстракт эхинацеи пурпурной, тогда как с использованием экстрагентов – творожная сыворотка и изомеризованная сыворотка установлен следующий ряд: экстракт эхинацеи пурпурной экстракт мелиссы лекарственной экстракт мяты перечной.

5. Оптимизированы параметры технологических этапов производства сывороточно-соковых напитков на основе молочной сыворотки с содержанием биологически активных компонентов мелиссы лекарственной, мяты перечной и эхинацеи пурпурной. Разработаны аппаратурно процессовые технологические схемы производства напитков с принципиальным этапом ферментации растительных экстрактов и молочной сыворотки.

Исследовано влияние состава и свойств фитодобавок из 6.

лекарственных растений на показатели качества сывороточно-соковых напитков в процессе хранения. Установлены сроки годности напитков, содержащих комплекс полифенольных антиоксидантов растительного происхождения.

При изучении качественных показателей функциональных 7.

сывороточно-соковых напитков установлен высокий уровень их пищевой и биологической ценности в сочетании с оригинальными и гармоничными органолептическими показателями.

8. Результаты проведенных исследований легли в основу разработки биотехнологии сывороточно-соковых напитков с последующей выработкой их в опытно-промышленных условиях учебного научно-производственного комплекса «Агробиотехпереработка» Кубанского государственного аграрного университета, г. Краснодар и ООО НПФ «Виктория +», г.Ставрополь.

9. Разработана техническая документация на напитки функционального назначения, обогащенных биологически активными компонентами лекарственных растений (три стандарта организации на сывороточно соковые напитки СТО 9224-035-10125033-13 «ЭЛИТОН-МЛ», СТО 9224 036-10125033-13 «ЭЛИТОН-МП», СТО 9224-037-10125033-13 «ЭЛИТОН ЭП»).

10. Маркетинговая и технико-экономическая оценка технологий трех сывороточно-соковых напитков подтвердила их безотходность и выявила конкурентоспособность, перспективу востребованности на рынке.

Экономическая эффективность разработки технологий определяется показателями рентабельности на уровне 46-55 %. Результаты экологического мониторинга, определение рисков и критических контрольных точек с использованием принципов ХАССП для разработанной технологии напитков установили их безопасность.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Пилипенко, Н.Ю. Исследование фенольных компонентов лекарственных растений, применяемых в качестве антиоксидантов в напитках с функциональными свойствами [Текст] / Н.Ю. Пилипенко, А.В.

Брыкалов // Материалы IV всероссийской научно-практической конференции молодых ученных «Научное обеспечение агропромышленного комплекса».

Краснодар, 2010. – С. 291-292.

2. Пилипенко, Н.Ю. Разработка технологии напитков функционального назначения на основе молочной сыворотки [Текст] / Н.Ю. Пилипенко // Материалы IX научно-практической конференции молодых ученых и студентов юга России «Медицинская наука и здравоохранение», Краснодар.

2011. – С. 185-188.

3. Пилипенко, Н.Ю. Использование молочной сыворотки в технологии напитков функционального назначения [Текст] / Н.Ю. Пилипенко // IV Международная (заочная) научно-практической конференции молодых ученных «Инновационные тенденции развития российской науки».

Красноярск, 2011. – С.97- 4. Пилипенко, Н.Ю. Изучение состава антиоксидантов на основе фенольных соединений лекарственных растений, используемых для приготовления напитков [Текст] / Н.Ю. Пилипенко, А.В. Брыкалов // Материалы IV международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: реальность и будущее». – Невинномысск, 2011. – С. 166.

5. Пилипенко, Н.Ю. Разработка инновационной технологии получения напитков нового поколения с функциональными свойствами на основе молочной сыворотки [Текст] // Сборник докладов III Международной научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях». – Москва, 2011. – С.

370-372.

6. Брыкалов, А.В. Использование капиллярного электрофореза для количественного определения фитохимического состава лекарственных растений [Текст] / А.В. Брыкалов, Н.Ю. Пилипенко, Е.М. Головкина // Труды Кубанского государственного аграрного университета. – 2011.- №2(29). – С.115-118.

7. Брыкалов, А.В. Биологически активные растительные компоненты и их применение в получении напитков из молочной сыворотки [Текст] / А.В.

Брыкалов, Н.Ю. Пилипенко // Труды Кубанского государственного аграрного университета. – 2011.- №6(33). – С.79-81.

8. Храмцов, А.Г. Изучение состава сыворотки возможностями капиллярного электрофореза [Текст] / А.Г. Храмцов, А.В. Брыкалов, Н.Ю.

Пилипенко, Е.М. Головкина // Молочная промышленность. - 2011. - №5. – С. 9. Пилипенко, Н.Ю. Биотехнология получения напитков нового поколения с функциональными свойствами [Текст] / Н.Ю. Пилипенко, А.В.

Брыкалов // Материалы V всероссийской научно-практической конференции молодых ученных «Научное обеспечение агропромышленного комплекса».

Краснодар, 2011. – С. 295- 10. Пилипенко, Н.Ю. Изучение антиоксидантных свойств напитков функционального назначения [Текст] / Н.Ю. Пилипенко, А. В. Брыкалов // Материалы V международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: реальность и будущее». – Невинномысск, 2012. – С. 56 58.

11. Храмцов, А.Г. Напитки из сыворотки с растительными компонентами [Текст] / А.Г. Храмцов, А.В. Брыкалов, Н.Ю. Пилипенко // Молочная промышленность. - 2012. - №7. – С.64-66.

12. Брыкалов, А.В. Исследование антиоксидантной активности напитков на основе молочной сыворотки [Текст] / А.В. Брыкалов, Н.Ю.

Пилипенко // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. - 2012. - № (10) // http://ej.kubagro.ru/2012/10/pdf/09.pdf 13. Брыкалов, А. В. Современные методы выделения и исследования биологически активных веществ и микроорганизмов [Текст] / А.В. Брыкалов, Ю. Ф. Якуба, Н. Ю. Пилипенко, П. Ришом, Ф. Симоно – Краснодар: КубГАУ, 2013. – 116 с.

14. Брыкалов, А. В. Bсследование состава лекарственных растений методом капиллярного электрофореза [Текст] / А.В. Брыкалов, Н. Ю.

Пилипенко Ю. Ф. Якуба // Материалы II Всероссийской конференции «Аналитическая хроматография и капиллярный электрофорез».- Краснодар, 2013. – С. 60.

Органолепти Экономичес Показатели Апробация Анализ безопасност результатов состояния ческая кая эффективнос исследовани оценка вопроса и напитков ть я Печатается в авторской редакции Подписано в печать … 2013.

Формат 6084 1/16 Усл.печ.л. …, Уч.-изд.л. … Бумага офсетная. Печать офсетная. Заказ № … Тираж … экз.

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» 350044, г. Краснодар, ул. Калинина 13.

Типография Кубанского государственного аграрного университета

 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.