Разработка рецептур и технологий функциональных продуктов специализированного назначения на молочной основе

Титульный лист и исполнители

РЕФЕРАТ

Том 1: ОТЧЕТ 246 с., 7 ч., рис. 30, табл. 82, приложение 7, библ. 183

ОБЕЗЖИРЕННОЕ МОЛОКО, ПАХТА, МОЛОЧНАЯ СЫВОРОТКА, БЕЛКОВО-УГЛЕВОДНАЯ ОСНОВА, НАНОФИЛЬТРАЦИОННЫЙ КОНЦЕНТРАТ, ГИДРОЛИЗАТ СЫВОРОТОЧНЫХ БЕЛКОВ, МОЛОЧНО-КИСЛЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ, МОЛОЧНОКИСЛОЕ БРОЖЕНИЕ, ПОЛИКОМПОНЕНТНЫЕ ЗАКВАСКИ, ПРОБИОТИЧЕСКАЯ МИКРОФЛОРА, РАСТИТЕЛЬНОЕ СЫРЬЕ, ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРОДУКТ, СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ ПРОДУКТ, ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

Объектами исследования служили технологии функциональных продуктов специализированного назначения на молочной основе. Предметами исследования были образцы обезжиренного молока, пахты, молочной сыворотки, получаемые в промышленных условиях на АО «Учебно-опытный молочный завод» ВГМХА им. Н. В. Верещагина, нанофильтрационный концентрат творожной сыворотки, вырабатываемый на пилотной нанофильтрационной установке, гидролизат сывороточных белков отечественного производства, а также фруктово-ягодные наполнители и другие ингредиенты немолочного происхождения.

Исследования выполнялись в нескольких направлениях:

— использование обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки в качестве основы в производстве функциональных продуктов специализированного назначения;

— использование мембранных технологий в производстве продуктов с функциональными свойствами;

— использование пробиотической микрофлоры в производстве функциональных продуктов специализированного назначения;

— использование немолочного сырья в производстве функциональных продуктов специализированного назначения;

— изучение осмотической концентрации и минеральной составляющей молочного сырья в обосновании производства регидрационных напитков;

Критериями оценки при этом служили органолептические характеристики, микробиологические, физико-химические показатели, пищевая и энергетическая ценность анализируемых объектов.

Обозначения и сокращения

АЛК – α-линоленовая кислота

БОУ – белково-углеводная основа (концентрат, полученный ультрафильтрацией подсырной сыворотки)

ГСБ – гидролизат сывороточных белков молока

КРД – камедь рожкового дерева

ЛК – линолевая кислота

м.д. – массовая доля

НФ-концентрат – концентрат, полученный путем нанофильтрации творожной сыворотки

НПС – некрахмальные полисахариды

ПВ – пищевые волокна

ПНЖК – полиненасыщенные незаменимые жирные кислоты

ППОУ – пластинчатая пастеризационно-охладительная установка

СВ – сухие вещества

ФПИ – функциональный пищевой ингредиент

ВВЕДЕНИЕ

Анализ состояния здоровья населения за последние годы показывает значительный рост в России сердечнососудистых и онкологических заболеваний, атеросклероза, ожирения, диабета, болезней, обусловленных переутомлением, и других. Наблюдающийся дефицит в рационе питания большинства населения белков, биологически активных компонентов, растительных тканей, витаминов, ненасыщенных жирных кислот, минеральных веществ осложняет данную проблему и определяет актуальность профилактики и предупреждения многих заболеваний с помощью продуктов функционального питания [1].

Расширение ассортимента и производство функциональных пищевых продуктов, нормализующих обмен веществ, способствующих повышению резистентности организма человека к воздействию вредных факторов, являются одними из приоритетных направлений развития пищевой промышленности в современных условиях.

Особое место среди всех пищевых продуктов благодаря уникальному комплексу нативных биологически ценных белков, липидов, углеводов и микронутриентных соединений занимают молочные, в связи с чем они обязательно рекомендуется для постоянного употребления Министерством здравоохранения РФ.

Хотя научные успехи в области физики и химии молока очевидны, на настоящем этапе при создании продуктов заданной пищевой и биологической ценности и функциональной направленности наиболее целесообразными представляются меры по использованию различных технологических приемов и решений. В качестве молочной основы для производства функциональных продуктов специализированного назначения заслуживает внимания использование такого вторичного молочного сырья, как обезжиренное молоко, пахта и молочная сыворотка, эффективное использование которых, является важным резервом увеличения объемов вырабатываемой молочной продукции.

Актуальность разработки функциональных пищевых продуктов на молочной основе обусловлена также тем, что несмотря на общую нехватку молока-сырья в отрасли, ценное вторичное и побочное молочное сырье, в частности, молочная сыворотка, получаемая в производстве сыра и творога, зачастую не используется в полной мере, что наносит вред окружающей среде и повышает вероятность экологических рисков [2, 3].

Повысить эффективность использования компонентов молока на пищевые цели позволяет внедрение современных методов переработки молока, в частности, мембранных технологий.

К одному из экономически выгодных направлений использования молочной сыворотки, не требующих больших затрат, относится производство напитков и жидких ферментированных продуктов. Для повышения пищевой и биологической ценности используется их обогащение функциональными пищевыми ингредиентами (ФПИ), в том числе, пробиотической микрофлорой, играющей важную роль в поддержании здоровья человека, что обусловлено ее участием в процессах детоксикации, активизации иммунных процессов, подавлении активности болезнетворной микрофлоры, стимуляции процессов пищеварения, продуцирования витаминов и других биологически активных веществ, [4, 5].

Расширение ассортимента функциональных продуктов специализированного назначения может быть достигнуто также за счет использования при их производстве различных видов растительного сырья. Использование растительных добавок с высоким содержанием биологически активных веществ в рецептуре продуктов позволяет обогатить их углеводный, витаминный, минеральный, состав, а также улучшить вкусовые характеристики и консистенцию продуктов.

Согласно Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года, роль пищевой промышленности в осуществлении здорового образа жизни заключается в создании пищевой продукции, отвечающей принципам здорового питания. Таким образом, разработка рецептур и технологий функциональных продуктов специализированного назначения, в частности на молочной основе, – это актуальное направление реализации задач в области повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации.

1 АКТУАЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ РЕЦЕПТУР И ТЕХНОЛОГИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА МОЛОЧНОЙ ОСНОВЕ

Анализ состояния здоровья населения в России за последние годы показывает значительный рост алиментарно-зависимых заболеваний, к числу которых относятся ожирение, диабет, атеросклероз, сердечнососудистые, онкологические и другие заболевания. Наблюдающийся в рационе питания большинства населения дисбаланс макронутриентов, дефицит белков животного происхождения, биологически активных соединений, витаминов, минеральных веществ осложняет данную проблему и определяет актуальность профилактики и предупреждения многих заболеваний с помощью продуктов функционального питания [1].

При этом использование «вторичного» белково-углеводного молочного сырья (обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки), в состав которого входит комплекс биологически активных веществ при минимальной энергетической ценности и незначительном содержании перегрузочных атерогенных веществ (жира, холестерина и др.), позволит также создавать продукты с пониженной калорийностью [6, 7].

Перспективным направлением является разработка продуктов на комбинированной основе, вырабатываемых с использованием молочного сырья, а также разнообразных добавок растительного происхождения и фруктовых компонентов [8]. Использование растительных наполнителей, содержащих полноценные комплексы биологически активных веществ, в технологии продуктов позволяет обогатить их углеводный, витаминный, минеральный состав и придать им антиоксидантные свойства [9, 10, 11].

Актуальна разработка ферментированных молочных продуктов с повышенным содержанием белка. Белки, являющиеся основой всех живых организмов, в процессе обмена и построения веществ выполняют множество функций. Молочный белок, по своему аминокислотному составу относящийся к наиболее ценным белкам животного происхождения [12], служит источником незаменимых аминокислот, проявляет иммуномодулирующую, антагонистическую, противораковую активность, отвечает за транспорт жирорастворимых витаминов и минеральных веществ в организме человека [13, 14, 15].

Одним из наиболее перспективных направлений разработки молочных продуктов функционального питания является использование в их составе пробиотиков и пребиотиков, оказывающих положительное влияние на здоровье человека за счет становления и нормализации микробиоценоза кишечника [16, 17, 18, 19, 20]. Представляют интерес продукты с синбиотическими свойствами, обогащенные основными представителями нормальной кишечной микрофлоры (бифидобактериями, лактобактериями и др.) и содержащие пребиотические вещества, избирательно стимулирующие рост и метаболизм специфичных для организма человека пробиотических микроорганизмов [21].

Таким образом, расширение ассортимента и совершенствование технологии продуктов функционального назначения на основе вторичного молочного сырья, с использованием про- и пребиотиков, растительных наполнителей, является перспективным направлением развития сектора пищевых производств.

1.1 Виды функциональных пищевых продуктов специализированного назначения и нормативно-правовые аспекты их производства

На протяжении последних десятилетий взгляды на питание многократно пересматривались. Доминировавшая многие годы концепция рационального питания, должного обеспечивать человеку равновесие между поступающей и расходуемой энергией, удовлетворение потребности организма в необходимом количестве органических и неорганических соединений, постепенно уступает свои позиции. В последнее время наиболее актуальной представляется концепция оптимального (здорового) питания. Под «здоровым питанием» предлагается понимать употребление в пищу таких пищевых субстанций, которые в максимальной степени удовлетворяют потребности человека в энергетических, пластических и регуляторных соединениях, что позволяет поддерживать здоровье и предотвращать какие-либо острые и хронические заболевания [22].

Одним из промежуточных итогов эволюции подходов к вопросам питания, стала разработка в конце прошлого столетия концепции «функционального питания», затрагивающей многие фундаментальные и прикладные аспекты здоровья человека, медицины и нутрициологии. Под термином «функциональное питание» подразумевается использование таких продуктов естественного происхождения, основные ингредиенты которых при систематическом употреблении оказывают регулирующее действие на макроорганизм или те или иные его органы и системы, обеспечивая безмедикаментозную коррекцию их функции [22].

Отнесение продуктов к группе функциональных в соответствии с ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения» возможно при содержании в них одного или нескольких функциональных ингредиентов в количестве не менее 15 % от суточной физиологической потребности, в расчете на 100 г или одну порцию продукта.

В современной отечественной пищевой промышленности нормативно-правовую базу производства функциональных пищевых продуктов специализированного назначения составляет ряд стандартов и Технических регламентов Таможенного союза (ТР ТС) [22, 23, 24]. Основной нормативный документ, дающий определение пищевой продукции специализированного назначения, – Технический регламент Таможенного союза [25]. В соответствии с этим документом специализированная пищевая продукция (СПП) делится на две основные группы:

— для питания спортсменов, беременных и кормящих женщин;

— для диетического лечебного и диетического профилактического питания, в том числе для детского питания.

Первая группа продуктов призвана поддерживать гомеостаз в условиях особенного физиологического состояния организма. Продукты второй группы предназначены для использования в качестве поддерживающей диетотерапии.

С целью идентификации данной продукции, документ приводит следующие термины и определения [25]:

1) пищевая продукция диетического лечебного питания – специализированная пищевая продукция с заданной пищевой и энергетической ценностью, физическими и органолептическими свойствами, и предназначенная для использования в составе лечебных диет;

2) пищевая продукция диетического профилактического питания –специализированная пищевая продукция, предназначенная для коррекции углеводного, жирового, белкового, витаминного и других видов обмена веществ, в которой изменено содержание и (или) соотношение отдельных веществ относительно естественного их содержания, и (или) в состав которой включены не присутствующие изначально вещества или компоненты, а также пищевая продукция, предназначенная для снижения риска развития заболеваний;

3) пищевая продукция для питания спортсменов – специализированная пищевая продукция заданного химического состава, повышенной пищевой ценности и (или) направленной эффективности, состоящая из комплекса продуктов или представленная их отдельными видами, которая оказывает специфическое влияние на повышение адаптивных возможностей человека к физическим и нервно-эмоциональным нагрузкам;

4) пищевая продукция для питания беременных и кормящих женщин –специализированная пищевая продукция, в которой изменено содержание и (или) соотношение отдельных веществ относительно естественного их содержания, и (или) в состав которой включены не присутствующие изначально вещества или компоненты, предназначенная для удовлетворения физиологической потребности организма беременной и кормящей женщины;

Также для обработки информации народного хозяйства в сферах экономики, учета, статистики, стандартизации и других Минэкономразвития России разработан и введен в действие «Общероссийский классификатор продукции по видам экономической деятельности» (ОКПД2)^[1]. Данный классификатор построен на принципах гармонизации со статистической классификацией продукции по видам деятельности, принятой в Европейском экономическом сообществе с 2008 года (Statistical Classification of Products by Activity in the European Economic Community).

В соответствии с ОКПД2 вся специализированная пищевая продукция относится к подклассу 10.8 Продукты пищевые прочие, в составе которого есть группа 10.86 Продукция детского питания и диетическая и категория 10.86.10.900 Специализированная пищевая продукция, в том числе диетическая, не включенная в другие группировки. Категория 10.86.10.900, в свою очередь включает несколько подкатегорий:

10.86.10.910 Продукция пищевая диетического и диабетического питания

10.86.10.920 Продукция пищевая для питания спортсменов

10.86.10.930 Продукция пищевая для питания беременных и кормящих женщин

10.86.10.940 Продукция пищевая энтерального питания

10.86.10.990 Специализированная пищевая продукция, в том числе диетическая, не включенная в другие группировки, прочая

В указанных подкатегориях продукция классифицируется по видам сырья (молочная, мясная, овощная и пр.), способам технологической обработки (цельномолочная, кисломолочная и т.д.), агрегатному состоянию и форме (жидкая, сухая, пастообразная) и другим критериям. Исключение составляет подкатегория 10.86.10.920 Продукция пищевая для питания спортсменов, которая представлена единой позицией, без уточняющей классификации по каким-либо параметрам. Это обстоятельство связано с тем, что производство специализированной пищевой продукции для спортсменов – относительно новое направление развития в отечественной пищевой промышленности и молочной, в частности. Однако, учитывая меры принимаемые руководством многих государств, включая Россию, содействующие развитию физической активности населения и формированию здорового образа жизни, круг потребителей, заинтересованных в специализированная пищевая продукция для спортсменов будет увеличиваться. Благодаря популяризации здорового образа жизни и спорта в России ожидается увеличение охвата населения, систематически занимающегося физической культурой и спортом, с 29,0 % в 2014 году до 55,0 % в 2024 году.

В настоящее время специализированные продукты питания для спортсменов представлены на рынке очень широко. В основном это импортные товары. Объем отечественных специализированных продуктов в продаже невелик – всего 5-10 % [26, 27].

В соответствии с рекомендациями Научного комитета по питанию Европейской комиссии от 2001 года все продукты для питания спортсме­нов условно разделены на 4 категории: A, B, C и D [28].

Анализ этих продуктов показывает, что преимущественное большинство из них – это биологически активные добавки, в составе которых используются те или иные компоненты молока. Следовательно, развитие производства отечественной пищевой продукции для спортсменов на основе молочного сырья – перспективное направление расширения ассортимента функциональных продуктов специализированного назначения на молочной основе.

1.2 Современные тенденции развития ассортимента функциональных продуктов специализированного назначения на молочной основе

Производство продуктов с функциональными свойствами является одним из приоритетных направлений в пищевой промышленности. Функциональные продукты, относящиеся к продуктам здорового питания, способствуют улучшению многих физиологических процессов в организме человека и повышению его сопротивляемости к различным неблагоприятным факторам, связанным с экологическими проблемами, усилением техногенного воздействия на среду, возрастающим уровнем стрессов и психических нагрузок на человека [2, 29].

Основное развитие ассортимента функциональных продуктов специализированного назначения на молочной основе в соответствии с действующей нормативной базой происходит в двух направлениях:

— по целевому назначению;

— по виду функциональных пищевых ингредиентов (ФПИ).

При создании функциональных пищевых продуктов лечебного и диетического питания, а именно, пищевая продукция энтерального питания, пищевая продукция диабетического питания, пищевая продукция низколактозная (безлактозная) и пищевая продукция без (или с низким содержанием) отдельных аминокислот, требуется медико-биологическое сопровождение для доказательной базы в клинических (доклинических) испытаниях.

Другие виды специализированной пищевой продукции, такие как пищевая продукция для питания спортсменов, пищевая продукция для питания беременных и кормящих женщин, антирефлюксные смеси и смеси для питания недоношенных и (или) маловесных детей допускается создавать без проведения дополнительной оценки эффективности в эксперименте, если в качестве ФПИ использованы известные биологически активные добавки с учетом рекомендуемых для них доз [22].

В настоящее время единая методология в проведении клинических испытаний при экспертизе пищевых продуктов отсутствует [30,31]. Именно поэтому основное направление развития ассортимента функциональных продуктов специализированного назначения в области технологических решений связано с использованием в качестве ФПИ известных биологически активных добавок с учетом рекомендуемых для них доз.

Таким образом, современные тенденции развития ассортимента функциональных продуктов специализированного назначения на молочной основе характеризуются, главным образом, включением в их состав разнообразных ФПИ, к которым относятся пищевые волокна, витамины, минеральные вещества и микроэлементы, полиненасыщенные жиры, антиоксиданты, олигосахариды, пробиотическая микрофлора и другие вещества, необходимые для здоровья человека и обеспечивающие предотвращение всасывания из желудочно-кишечного тракта токсичных веществ, выведение вредных веществ из организма, восполнение дефицита различных нутриентов в структуре питания населения [29].

Производство продуктов функционального назначения является актуальной задачей для современной пищевой промышленности, в частности молочной. Функциональные молочные продукты могут быть эффективны при предупреждении сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных заболеваний, остеопороза, рака и других заболеваний.

1.3 Использование обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки в качестве основы для производства продуктов с функциональными свойствами

Функциональные продукты на молочной основе, призванные улучшать физиологические процессы, предупреждать развитие различных заболеваний, вырабатывают из разного молочного сырья. Однако распространенная тенденция – избыточная энергетическая ценность рациона среди населения развитых стран, включая Россию, вызывает необходимость уменьшения доли высококалорийной пищи, при сохранении пищевой ценности рациона, в том числе, уровня потребления белков животного происхождения, витаминов, минеральных веществ [32].

Наиболее подходящей основой для создания таких продуктов является вторичное молочное сырье, которое содержит полный комплекс биологически активных веществ, при минимальной энергетической ценности и малом содержании перегрузочных атерогенных веществ (жира, холестерина) [3, 30]. Содержание витаминов в обезжиренном молоке, пахте и молочной сыворотке в сравнении с цельным молоком представлено в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Содержание витаминов в молочном сырье, мг в 100 г

Витамины	Цельное молоко	Обезжиренное молоко	Пахта	Молочная сыворотка
Тиамин (В1)	0,45	0,35	0,36	0,37
Рибофлавин (В2)	1,50	1,8	2,00	2,00
Пиридоксин (В6)	0,33	1,5	1,6	1,30
Кобаламин (В12)	4,00	4,00	4,2	2,60
Аскорбиновая кислота (С)	1,50	2,30	2,7	4,70
Ретинол (А)	0,25	0,03	0,08	0,04
Токоферол (Е)	0,85	0,50	0,55	0,29
Биотин (Н)	56,00	0,01	0,01	0,01
Холин (В4)	313,00	328,00	466,00	662,00

Из этих данных видно, что по содержанию тиамина обезжиренное молоко, пахта и молочная сыворотка не уступают цельному молоку, а по содержанию рибофлавина и пиридоксина даже превосходят исходное сырье. Высокая пищевая ценность обезжиренного молока, отличающегося от цельного повышенным содержанием сухого молочного остатка (8,2-9,5 %) и значительно меньшим количеством жира (0,05 %), обусловлена тем, что оно содержит практически весь белковый, углеводный и минеральный комплексы цельного молока, витамины, ферменты, органические кислоты и другие вещества, присутствующие в молоке.

Белок обезжиренного молока содержит все незаменимые аминокислоты, необходимые для нормального роста и развития организма, и представлен фракциями казеина, альбумина, глобулина [33].

Пахта – продукт повышенной биологической ценности. Она отличается высоким содержанием минорных, биологически активных, и эссенциальных веществ. Белки пахты содержат практически все фракции белков цельного молока и имеют идентичный набор аминокислот. Углеводный и минеральный состав пахты также идентичен составу молока и содержит полный комплекс минеральных веществ. Эти достоинства только усиливаются в комплексе с низкой энергетической ценностью пахты.

При небольшой калорийности пахты в ней сосредоточен целый комплекс антисклеротических веществ, препятствующих отложению жира. В первую очередь к ним относят фосфолипиды, наибольшее значение среди которых имеет фосфатидилхолин или лецитин. Содержание лецитина составляет 17 % в периферической нервной системе и 30 % – в мозговом веществе. Недостаточное поступление лецитина приводит к раздражительности, усталости, мозговому истощению вплоть до нервного срыва.

Потребность в фосфолипидах составляет 5-7 г в сутки. Пахта может служить хорошим источником лецитина. Несмотря на то, что имеются пищевые продукты с большим содержанием лецитина, например, яйца, икра и пр., эти продукты не могут быть рекомендованы для повседневного питания, поскольку обладают высоким содержанием жира. Следует подчеркнуть также, что лецитин в пахте находится в наиболее активной форме, так как связан с белком, образуя белково-лецитиновый комплекс.

В жире пахты концентрируются линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты, которые также обладают антисклеротическими свойствами, нормализуют жировой и холестериновый обмен, способствуют укреплению стенок кровеносных сосудов. Пахта является источником ряда витаминов (В₁, В₂, В₃, В₁₂, Е и др.) и минеральных веществ, в том числе и всех микроэлементов, имеющихся в цельном молоке.

Молочная сыворотка также является источником ценных пищевых нутриентов. В состав молочной сыворотки входят более двухсот биологически активных соединений, практически все водорастворимые и тонкодисперсные компоненты молока (лактоза, сывороточные белки, минеральные соли, молочный жир, витамины и органические кислоты, ферменты) [15, 34, 35].

Содержание основных составных компонентов сухого молочного остатка творожной сыворотки представлено на диаграмме (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Состав сухого молочного остатка творожной сыворотки

Наиболее ценными компонентами молочной сыворотки являются сывороточные белки, содержание которых достигает 1 %. К ним относятся – β-лактоглобулин и α-лактоальбумин. На долю β-лактоглобулина приходится около половины сывороточных белков или 7-12 % общего количества белков молока; на долю α-лактоальбумина – 2-5 % общего количества белков молока. Сывороточные белки богаты дефицитными незаменимыми аминокислотами [15, 34, 35]. С точки зрения физиологии питания содержание незаменимых аминокислот в сывороточных белках приближается к аминокислотной шкале идеального белка, в котором соотношение аминокислот соответствует потребностям организма. Аминокислоты сыворотки (аргинина, гистидина, метионина, лизина) используются организмом человека для структурного обмена, в основном, для регенерации белков печени, образования гемоглобина и плазмы крови.

Таким образом, при низкой калорийности обезжиренное молоко, пахта и молочная сыворотка обладают высокой биологической ценностью, являются источником ценных пищевых нутриентов и эссенциальных соединений, что обусловливает целесообразность использования этих видов сырьяв качестве основы для производства продуктов с функциональными свойствами.

1.4 Использование мембранных технологий в производстве продуктов с функциональными свойствами

Большие перспективы в получении новых видов молочных продуктов с функциональными свойствами открывают инновационные мембранные технологии. Широкое использование баромембранных методов обработки – одна из ведущих тенденций последних лет в развитии молочной промышленности в нашей стране и за рубежом. Важнейшие виды мембранных процессов приведены в таблице 1.2.

Мембранные процессы значительно расширяют возможности комплексного использования низкожирного молочного сырья, и в особенности, молочной сыворотки.

Применительно к молочной сыворотке основными достоинствами мембранных способов разделения являются: возможность направленного регулирования состава и свойств сыворотки при сравнительно небольших энергетических затратах, создание на этой основе новых видов молочных продуктов с пониженной калорийностью и высокой биологической ценностью, рациональное использование молочной сыворотки на основе малоотходных и безотходных технологических процессов [29, 36,38].

При концентрировании сыворотки ультрафильтрацией происходит увеличение содержания всех её основных компонентов, особенно, азотистых веществ. В процессе концентрирования сухих веществ происходит изменение соотношения в компонентном составе сывороточных белков в сторону уменьшения α-лактоальбумина, что обусловлено его меньшей молекулярной массой, а также увеличения β-лактоглобулина и иммунных глобулинов. В процессе ультрафильтрации отмечается увеличение содержания аминокислот, как незаменимых (лизина, изолейцина, треонина и др.), так и заменимых. При этом соотношение суммы заменимых аминокислот к сумме незаменимых практически не изменяется [8, 36].

В процессе ультрафильтрации происходит увеличение массовой доли макро- и микроэлементов, при этом наибольшая степень концентрирования характерна для кальция, фосфора и магния, значительная часть которых связана с молекулами сывороточных белков. Более высокая скорость концентрирования кальция и фосфора приводит к выравниванию их концентраций с калием, что важно для детского и диетического питания [36]. Массовая доля сухих веществ в получаемом фильтрате составляет около 5,4 %, при этом массовая доля лактозы колеблется от 4,0 до 4,4 %, азотистых веществ – до 0,32 % [36]. Для получения белково-углеводных основ (БОУ) с высокой массовой долей сухих веществ и низким содержанием минеральных

Таблица 1.2 – Баромембранные процессы и их применение в молочной промышленности [36, 37]

Процесс	Задерживаемые частицы (размер, мкм)	Применение
Микрофильтрация	Бактерии, споры, жировые шарики; (0,05-10,0)	Вследствие удаления бактерий и спор эффективно: в производстве молока с длительным сроком хранения, сухого молока и сухой сыворотки, при подготовке молока для производства сыра, при обработке рассола для посолки сыров. Для разделения казеина и сывороточных белков, которые сохраняют свое нативное состояние, поскольку не подвергались температурной, ферментативной или бактериальной обработке.
Ультрафильтрация	Жировые шарики, белок, небелковые азотистые соединения (0,005-0,1)	Концентрирование молока в сыроделии позволяет исключить нормализацию сухим молоком или другими белковыми добавками, увеличивает выход сыра в сравнении с традиционным способом. Получение концентрата сывороточных белков из сыворотки (творожной, подсырной, казеиновой) или пермеата (от микрофильтрации). Декальцинирование пермеата в производстве лактозы
Нанофильтрация	Лактоза, небелковые азотистые соединения, отдельные минеральные вещества (0,001-0,005)	В производстве частично деминерализованной (уровень деминерализации достигает 30 %) концентрированной молочной сыворотки, которая в дальнейшем направляется на сушку, получение лактозы или дальнейшую деминерализацию электродиализом.
Обратный осмос	Минеральные вещества (менее 0,001)	Предварительное концентрирование молока, сыворотки, пермеата в производстве сгущенных и сухих молочных продуктов сокращает объем выпариваемой влаги и экономические расходы.

солей целесообразно проведение процесса деминерализации (электродиализа, диафильтрации).

Использование белково-углеводных основ в производстве кисломолочных продуктов позволяет улучшить их структурно-механические свойства и консистенцию. Установлено, что концентрирование исходного сырья (молока, обезжиренного молока) ультрафильтрацией приводит к получению более прочных кислотных сгустков по сравнению со сгустками из молока, содержание сухих веществ в котором увеличено за счет внесения сухого обезжиренного молока или казеината натрия [39]. Кроме того, применение ультрафильтрации молочного сырья позволяет устранить такой недостаток традиционной технологии, как нерегулируемое сбраживание лактозы в процессе хранения. Положительный эффект при этом достигается за счет изменения соотношения белка к лактозе в процессе ультрафильтрации [40].

Основными причинами, ограничивающими использование творожной сыворотки в производстве молочных продуктов, являются высокое содержание минеральных солей и высокая кислотность сыворотки. Для получения частично деминерализованной концентрированной сыворотки в молочной промышленности используют нанофильтрацию. Обработка творожной сыворотки нанофильтрацией позволяет достигнуть степени деминерализации 25-27 % и уровня раскисления – 15-18 %. Применение последующей диафильтрации обеспечивает повышение уровня деминерализации до 60 %, а уровня раскисления – до 43 %, что позволяет применять наноконцентрат творожной сыворотки при производстве ферментированных молочных продуктов [29, 38, 42, 43, 44]. Дополнительным преимуществом нанофильтрации является возможность осуществления процесса при низких положительных температурах, что важно для сохранения нативных свойств термолабильных фракций белков, таких как альбумины и глобулины [38].

В ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА осваивается технология получения концентрата путем нанофильтрации творожной сыворотки. Особенностью данного нанофильтрата (НФ-концентрат) является концентрирование сывороточных белков и лактозы до 1,8 % и 13 %, соответственно.

Таким образом, исследования в направлении разработки продуктов функционального назначения с использованием мембранных способов обработки обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки чрезвычайно актуальны.

1.5 Использование пробиотической микрофлоры в производстве функциональных продуктов

К числу важнейших функциональных пищевых продуктов относятся пробиотические продукты. Диетические свойства пробиотических продуктов заключаются, в том, что они возбуждают аппетит, улучшают обмен веществ и стимулируют выделение желудочного сока. Наличие в их составе микроорганизмов, способных подавлять гнилостную микрофлору и приживаться в кишечнике, приводит к торможению гнилостных процессов и прекращению образования ядовитых продуктов распада белка, поступающих в кровь человека [45]. Это имеет важное значение в питании любых людей, но особенно детей, больных, лиц пожилого возраста и лиц, испытывающих повышенные физические нагрузки.

Пробиотические препараты используются в медицине для коррекции микроэкологических нарушений при острых и хронических заболеваниях и дисфункциях желудочно-кишечного тракта, при нарушениях обмена, после антибактериальной, гормональной и лучевой терапии, для стимуляции иммунной системы и профилактики многих заболеваний [13, 29].

Механизм лечебно-профилактического действия пробиотиков не однозначен. Основной эффект, который они оказывают на гомеостаз человека, связан с нормализацией кишечного биоценоза, защитой от инфицирования патогенными и условно-патогенными микроорганизмами, влиянием на иммунный статус [13, 29]. Исследования последних лет показали, что защитное действие пробиотических препаратов имеет многофакторный характер. В его основе лежит прямое действие нормальной микрофлоры на патогенные и условно-патогенные микроорганизмы в результате выделения биологически активных веществ, а также опосредованное – путем активации специфических и неспецифических систем защиты макроорганизма. При этом лечебно-профилактический эффект усиливается за счет активного синтеза клетками пробиотиков ферментов, аминокислот, антибиотических веществ и других физиологически активных субстратов [29, 46].

Ассортимент пищевых продуктов, обогащенных пробиотической микрофлорой, достаточно разнообразен. В настоящее время промышленность вырабатывает широкий спектр кисломолочных напитков и жидких кисломолочных продуктов, содержащих основных представителей пробиотической микрофлоры, таких как бифидобактерии и лактобактерии: «биойогурты», «биокефиры», «биоряженка», «биопахта», «бифилайф», биосметана и другие продукты серии «Бифилюкс», «Бифидок», «ацидолакт», ацидофильное молоко и др. [2. 29, 47].

Вызывает интерес применение в составе заквасочной микрофлоры пробиотических продуктов пропионовокислых бактерий. Исследования по использованию пропионовокислых бактерий в технологии кисломолочных продуктов не многочисленны. Известна технология кисломолочных продуктов «Тонус», «Целебный», творожных продуктов, соусов для школьного питания, обогащенных пропионовокислыми микроорганизмами [39].

Положительная роль пропионовокислых бактерий для организма человека обусловлена образованием пропионовой кислоты, СО₂, вызывающих снижение рН, а также ферментов, предотвращающих превращение проканцерогенов, образуемых некоторыми бактериями кишечника, в канцерогены, антимутагенной активностью, синтезом сравнительно больших количеств витаминов группы В, в частности, витамина В₁₂. Известно, что эти витамины являются полифункциональными биокатализаторами, и усваиваются в биологической форме легче, чем в неорганической [6, 48].

Получены опытные данные, что некоторые штаммы пропионовокислых бактерий способны синтезировать соединения, оказывающие реактивирующее действие на клетки, подвергнутые ультрафиолетовому облучению, окислительному стрессу, не проявляя при этом мутагенных свойств [39].

Пробиотическая микрофлора при производстве молочных и молокосодержащих продуктов используется в нескольких направлениях. Пробиотическая микрофлора может включаться в состав бактериальных заквасок и принимать участие в непосредственной ферментации нормализованной смеси, или использоваться в составе лиофилизированных бакконцентратов для обогащения продуктов полезной микрофлорой после сквашивания. При этом способе обогащения продуктов пробиотической микрофлорой бактериальные концентраты вносятся исходя из требуемого количества пробиотических микрооганизмов в обогащаемом продукте (10⁶-10⁸) КОЕ/см³ [29, 49, 50].

Одним из распространенных способов обогащения молочных и молокосодержащих продуктов пробиотической микрофлорой является ее использование в составе заквасочной микрофлоры. Установлено, что действие пробиотических продуктов на организм человека обусловливается не только самими клетками бактерий, но и продуктами их жизнедеятельности, образуемыми при непосредственном развитии микроорганизмов в процессе ферментации [29].

Однако, применение для непосредственной ферментации микроорганизмов с низкой биохимической активностью в молоке, например, бифидобактерий, проприоновокислых бактерий, некоторых видов и штаммов лактобацилл, создает ряд трудностей для промышленного производства. Для повышения их биохимической активности в молоке и молочных средах проводят селекцию штаммов, способных размножаться без добавления ростовых веществ и защиты от кислорода, специально подобранные стимуляторы роста [5, 29, 51]. Следует отметить, что применение большей части стимулирующих веществ ограничивается или их влиянием на органолептические показатели продукта, или изменением их свойств в процессе производства продукта, например, при тепловой обработке и других технологических операциях.

Таким образом, при производстве кисломолочных (сквашенных) продуктов с использованием бифидобактерий и пропионовокислых бактерий целесообразно совместное выращивание этих микроорганизмов с молочнокислыми микроорганизмами [52, 53]. При их совместном использовании увеличивается скорость кислотообразования, что важно для предотвращения развития посторонней микрофлоры, особенно, в производственных условиях.

Одним из наиболее популярных традиционных кисломолочных продуктов является кефир. В молочной промышленности для приготовления грибковой кефирной закваски используются кефирные грибки. Исследованием состава кефирных грибков в разные годы занимались
Н.С. Королева, А.К. Максимова, И.В. Рожкова, Н.А. Бавина. Целью их исследований было получение кисломолочных продуктов со стабильным качеством. В последнее время состав и свойства кефирных грибков привлекли внимание ученых во многих странах.

Кефирные грибки – это природное прочное симбиотическое скопление микроорганизмов. В кефирных грибках обнаружены дрожжи, сбраживающие и не сбраживающие лактозу. К нормальной микрофлоре кефирных грибков относятся также уксуснокислые бактерии (видов Acetobacter). Постоянной микрофлорой кефирных грибков являются и мезофильные молочнокислые стрептококки. По мнению многих исследователей, кефирные грибки содержат активные кислотообразователи Lactococcus lactis subsp. Lactis, lactis subsp. cremoris, а также ароматообразующие микроорганизмы – Leuc. mesenteroides. Из анализа литературных данных следует, что в кефирных грибках присутствуют постоянно четыре основные группы микроорганизмов: дрожжи, мезофильные молочнокислые палочки, мезофильные молочнокислые стрептококки, уксуснокислые палочки.

Несмотря на то, что данные микроорганизмы не относятся к пробиотическим культурам, целебные свойства кефира, обусловленные продуктами их жизнедеятельности, общеизвестны. За последние годы открываются и новые неизвестные ранее свойства этого продукта. Так, японскими учеными установлено, что в кефирных грибках содержится полисахарид (кефиран), оказывающий лечебное противоопухолевое действие. Потребление кефира приводит к увеличению активности лейкоцитов (белых кровяных шариков) и повышению иммунитета организма.

Необходимо отметить, что профилактическая эффективность пробиотических продуктов, содержащих полезную для организма человека микрофлору, будет во многом определяться свойствами используемых видов и штаммов бактерий. При подборе пробиотических культур в состав заквасочной микрофлоры (бифидобактерий, ацидофильной палочки и др.) следует учитывать такие свойства, как способность приживаться в кишечнике, антагонистическую активность по отношению к условно-патогенной и патогенной микрофлоре, устойчивость к антибиотикам.

Большое значение имеют производственно ценные свойства микроорганизмов: скорость роста и активность кислотообразования в молоке и молочных средах, кислотоустойчивость, стабильность сохранения свойств и жизнеспособности в процессе хранения продукта, сочетаемость видов и штаммов, используемых в составе закваски, между собой, устойчивость к бактериофагам, способность обеспечивать выработку продукта с заданными органолептическими показателями и реологическими свойствами [29].

1.6 Использование немолочного сырья в производстве функциональных продуктов

Перспективным направлением в производстве функциональных продуктов на молочной основе является использование ингредиентов растительного происхождения. Для их получения применяют сырье, которое обогащает продукты питания биологически активными веществами, витаминами, макро- и микроэлементами, белками, углеводами, а также улучшает вкусовые качества готового продукта. К такому сырью относятся дикорастущие растения, нетрадиционные виды растительного сырья, многие виды которых превосходят по питательным и вкусовым качествам культурные растения [21, 46, 54]. Также ингредиенты растительного происхождения являются источниками таких ФПИ, как пребиотики, которые способствуют становлению и нормализации кишечной микрофлоры и тем самым оказывают положительное влияние на здоровье человека.

Одно из направлений – использование растительного сырья с повышенной антиоксидантной активностью. Основную группу природных антиоксидантов составляют биофлавоноиды, содержащиеся в растительном сырье. Установлено, что флавоноиды могут действовать и как синергисты других антиоксидантов, в частности, аскорбиновой кислоты и витамина Е.

В качестве источников антиоксидантных веществ применяются экстракты мелиссы, мяты перечной, эхинацеи пурпурной, крапивы, чернобыльника, полыни и др. Широко используются плоды шиповника, ягоды брусники, красной и черной смородины, голубики, клюквы, черники, земляники, облепихи и других, богатые сахарами, витаминами, органическими кислотами, пектиновыми веществами [41, 56]. Данные ФПИ содержат полифенольные комплексы флавоноидной природы, витамины, гидроксикоричные кислоты, являющиеся также природными боиантиоксидантами, обладающими седативным, противовоспалительным, антивирусным действием, тонизирующими функцию мозга, сердца, нормализующими процессы пищеварения [41, 57, 58].

Как нетрадиционный растительный компонент заслуживает внимания использование ягод шелковицы (белой, розовой, черной). Сок и сироп шелковицы проявляют сахаропонижающие, кровоочистительные свойства, регулируют углеводный и жировой обмен в организме человека, что обусловливает перспективность их использования в функциональном питании. Ягоды шелковицы (Morus) содержат моносахариды и дисахариды, такие органические кислоты, как лимонная, яблочная, пектины, витамины группы В, аскорбиновую кислоту, соли меди и железа, антиоксиданты. Сравнительный анализ различных сортов шелковицы свидетельствует, что белые плоды шелковицы характеризуются более высоким содержанием моносахаридов, пектиновых веществ и органических кислот по сравнению с розовыми и черными [14, 60, 61].

Следует отметить, что пектиновые вещества плодов шелковицы белой характеризуются низкой молекулярной массой (16000-23000), не очень высокой степенью этерификации (64,7%-66,7%), достаточной степенью чистоты (содержание галактуроновой кислоты составляет 70,2-72,1 %), что определяет их способность проявлять свойства гелеобразователей [60, 61].

Изучение свойств пектиновых веществ плодов шелковицы показало, что их комплексообразующие свойства выше при значении рН, близких к рН среды кишечника, чем при рН среды желудка, что, по-видимому, обусловлено деметоксилированием пектиновых веществ при более высоких значениях рН. Низкомолекулярные пектиновые вещества шелковицы и их фракции способны проникать через эпителий кишечника в кровоток и связывать там токсические элементы [60, 61].

Ягоды шелковицы богаты витаминами С и Е, а также антоцианами, отвечающими не только за пигментацию ягод, но и обладающими антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Выявлено, что антоцианы шелковицы обладают кардиопротекторным действием, повышая прочность капилляров, тормозя агрегацию тромбоцитов и увеличивая содержание оксида азота в организме, который, в свою очередь, расслабляет кровеносные сосуды и снижает высокое кровяное давление. При этом риск развития атеросклероза также снижается. Известно, что антоцианы способны препятствовать образованию раковых клеток. Блокируя вредные реакции окисления в организме, антоцианы предотвращают генетические мутации, способные привести к развитию рака. Установлено, что плоды шелковицы предотвращают возрастное снижение нейронной функции, в том числе, развитие болезней Альцгеймера и Паркинсона. В ягодах шелковицы содержится антиоксидант «ресвератрол», по своей активности превосходящий бета-каротин в 5 раз, витамин С – в 20 раз, способствующий снижению в крови глюкозы и холестерина [14, 60, 61].

Имеющиеся данные о химическом составе и технологических свойствах шелковицы позволяют сделать заключение о возможности ее использования в производстве продуктов с профилактическими свойствами.

В качестве источника эссенциальных жирных кислот в функциональных продуктах могут использоваться такие ингредиенты как льняное, соевое, конопляное, рапсовое и другие масла, рыбий жир, семена льна и чиа, авокадо и другие продукты [62]. Содержание полиненасыщенных кислот в наиболее распространенных продуктах представлено в таблице 1.3.

На основании данных, представленных в таблице 1.3 можно заключить, что наиболее целесообразно включать в рецептуры продуктов льняное, рыжиковое, конопляное и соевое масла.

Из семян льна методом холодного прессования получают масло, которое используется в пищевых целях.

Уникальность льняного масла заключается в очень высоком содержании полиненасыщенной α-линоленовой кислоты (АЛК) – незаменимой жирной кислоты в рационе человека. Полиненасыщенные незаменимые жирные кислоты (ПНЖК), АЛК и линолевая (ЛК), являются предшественниками длинноцепочечных ПНЖК человеческого организма и входят в состав практически всех клеточных мембран. α-Линоленовая кислота – предшественник эйкозанпентаеновой (ЭПЕ) и докозангексаеновой (ДГЕ) кислот (ЭПЕ участвует в регенерации сосудистой системы человеческого организма, ДГЕ — в росте и развитии мозга [68]). Линолевая кислота метаболирует в организме в арахидоновую. Баланс двух типов ПНЖК (АЛК и ЛК) важен для гомеостаза и нормального развития человеческого организма. На сегодняшний день во многих диетах стран Запада соотношение ЛК:АЛК составляет приблизительно (20–30):1 вместо требуемого (1–2):1 [68].

Таблица 1.3 – Содержание полиненасыщенных жирных кислот в пищевых продуктах

Наименование свежего продукта (без обработки)	Содержание кислот, г/100 г
	ω-3	ω-6
Льняное масло	40 – 57	12 – 17
Рыжиковое масло	38 – 45	17 – 25
Конопляное масло	25	55
Кедровое масло	17	36
Масло грецкого ореха	10	53
Соевое масло	6 –7	45 – 50
Жир лосося	38	1,55
Жир печени трески	20	0,95
Льняное семя	22,5	6
Семена чиа	17,5	5,8
Мята (высушенная)	2,5	0,45
Авокадо	0,15	0,015

Исследования показывают, что высокое содержание ЛК в диете человека способствует увеличению вязкости крови, вызывает спазмы и сужение сосудов, тогда как АЛК обладает сосудорасширяющими свойствами и оказывает антистрессовое и антиаритмическое действия [69].

Таким образом, введение льняного семени или льняного масла в диету приближает соотношение ЛК:АЛК к жизненно необходимому.

Лен – традиционная культура для России. Состав льняного семени свидетельствует о его неоспоримой биологической ценности и необходимости его широкого внедрения в диету населения России.

Льняная мука, получаемая измельчением семян льна, характеризуется значительным содержанием легко усваиваемых белков, углеводов, витаминов, микроэлементов, омега-3,-6 жирных кислот. Известно действие лигнана льняной муки диглюкозидсокоизоларициресинола, который обладает антиоксидантным, защищающим от гормонозависимого рака толстой кишки действием. Клетчатка льняной муки пребиотически активна, сорбирует и выводит из организма токсины [70].

В льняной муке остается 13% жира. В составе глицеридов масла преобладают α-линоленовая (ω-3) и линолевая (ω-6) жирные кислоты. α-линоленовая кислота обладает сосудорасширяющими свойствами и оказывает антистрессовое и антиаритмическое действие. Таким образом, льняная мука может наряду с самим льняным маслом быть источником незаменимой α-линоленовой кислоты. Содержание белка составляет22% и это количество сопоставимо с количеством белка в мясе, рыбе, а из растительных продуктов бобовых, но в отличие от бобов сои, веществ, неблагоприятных для применения в пищу в сыром виде и в виде добавок к кулинарным изделиям, не существует.

Белок льняной муки не является полноценным. Скор лизина составляет 90% от идеального содержания в белке. В то же время содержание остальных аминокислот в 1,6-1,9 раза превышает рекомендуемый уровень [71].

Льняная мука – один из богатейших источников лигнанов, относящихся к классу фитоэстрогенов, т.е.веществ растительного происхождения, проявляющих эстрогеноподобную активность в организме человека. Кроме того, лигнаны способны предупреждать развитие рака в начальной и средней стадии путем подавления роста и распространения раковых клеток [72, 73].

Содержание полифенолов в льняной муке составляет 9,3 мг/г. Льняная мука особенно богата калием, которого в ней содержится примерно в семь раз больше, чем в бананах в пересчете на сухую массу. Ей также присуще высокие водоудерживающие свойства, что позволит повысить плотность сгустка и придать ему наиболее желательные органолептические характеристики.

Для улучшения консистенции кисломолочных продуктов и повышения их стойкости при хранении был исследован ряд стабилизаторов: Хитозан, Агар-Агар, Пектин, Хамульсион.

Хитозан является одним из представителей высокоэффективных эмульгаторов и гелеобразователей. Он способен образовывать более стабильные и более текучие гели, чем другие полисахариды. Неоспоримым достоинством является безвредность хитозана, он экологически чист и может длительно применяться по всем направлениям, в природных условиях этот полисахарид полностью распадается [75].

Наиболее важными направлениями использования производных хитина являются пищевая промышленность и медицина. Известно, что хитозан способствует активации перистальтики, и снижению давления в кишечнике, сокращает усвоение токсичных компонентов пищи, обладает профилактическим действием в отношении злокачественных заболеваний, поскольку восстанавливает лимфатические клетки, которые участвуют в вликвидации онкологических новообразований [76].

Хитозан широко применяют в производстве лекарственных форм антисклеротического и антиартрозного действия. Как энтеросорбент хитозан в пищеварительном тракте поглощает холестерин и жир в 10-12 раз больше молекулярного веса полисахарида.

В пищевой промышленности производные хитина используют в качестве эмульгатора, загустителя и структурообразователя, при производстве продуктов функционального питания, способных выводить радионуклиды из организма [77].

Натуральный стабилизатор агар-агар (Е406) применяют для обеспечения сохранности консистенции продукта и увеличения показателя вязкости. Получают агар из лилово-красных водорослей. По химической природе – это полимерное вещество, состоящее из дисахаридов, и не имеющее ни вкуса, ни запаха, на цвета. Добавка агар-агар разрешена для использования в пищевой промышленности практически во всех странах мира.

Агар-агар признан самым сильным желеобразующим веществом, из всех известных, чистых коллоидов. Температура плавления этого структурообразователя составляет около 80 °С. Гели, имеющие в своей основе агар, отлично сохраняют аромат и вкусовые качества основных продуктов. Подобные структурообразователи могут быть как мутными так и прозрачными в зависимости от того какие добавки для них используются.

Агар-агар не только хороший желеобразователь, но и полезный источник минеральных соединений для организма человека. Агар способствует выведению из организма шлаков и токсинов. Нормализует работу печени и способствует улучшению обменных процессов. На сегодняшний день агар является единственным природным заменителем желатина. На территории Российской Федерации агар разрешён к применению для производства детского и лечебного питания. Допустимая суточная норма употребления продуктов содержащих агар-агар не ограничена [78].

Для сохранении заданного уровня вязкости и консистенции пищевых продуктов используют пектин (Е440), который относится к категории натуральных стабилизирующих добавок и обладает свойствами влагоудерживающего агента, загустителя и гелеобразующей субстанции.

Пектин считается общепризнанной и популярной добавкой, разрешенной к применению на территории России, стран Евросоюза и Украины, так как считается полезным для здоровья человека ФПИ. Биологическое значение пектина обусловлено способностью к сорбированию и удалению из организма многих токсинов, кислот желчных, холестерина, мочевины, солей тяжелых металлов.

Основной отраслью его использования является пищевая промышленность, где пектин применяется очень широко. Чаще всего его добавляют в состав таких продуктов питания как различные виды конфет, начинки кондитерские и фруктовые, мармелад, зефир, изделия из желе и пастилы, молочные продукты, мороженое и другие десерты.

Пектин применяется в двух формах: нерастворимой и растворимой. Первый тип пектина содержится в клетчатке, а растворимый входит в состав сока многих растений. Причем по мере созревания плодов, а также в процессе их хранения пектин нерастворимый может трансформироваться в растворимое вещество.

Пектин считается всеми признанной и очень популярной добавкой. Основной отраслью его использования является пищевая промышленность, где пектин применяется очень широко. Чаще всего его добавляют в состав таких продуктов питания как различные виды конфет, начинки кондитерские и фруктовые, мармелад, зефир, изделия из желе и пастилы, молочные продукты, мороженое и другие десерты.

Актуальна польза пектина и для детей, в связи с чем он широко используется при промышленном производстве детского питания. При этом во избежание вероятного возникновения аллергических реакций допустимой нормой суточного потребления добавки считается не более 50 мг природного вещества на один кг массы тела человека [79, 80].

В работе исследуется возможность использования пектина натурального цитрусового диетического волокна Citri-Fi. Данное пищевое волокно извлекается из клеточного материала высушенной апельсиновой мякоти путем механической обработки, без использования химических реагентов. При этом получается открытая и расширенная структурная ячейка апельсинового волокна, связывающая и сохраняющая значительное количество воды (1 часть волокна поглощает до 15 частей воды) на протяжении всего технологического процесса производства и хранения продукта [81].

В качестве стабилизаторов структуры десерта использованы некрахмальные полисахариды (НПС) различного происхождения: высокоэтерифицированный (метоксилированный) пектин (ВЭП) и камедь рожкового дерева (КРД), выделяемая из плодов цератонии (рожкового дерева). КРД растворима только в горячей воде, но обладает высокой стойкостью к тепловому шоку, обеспечивает равномерное таяние и придает желаемую текстуру замороженным десертам [82].

Стабилизаторы хамульсион видов QNA и VB-3 состоят из гуаровой камеди, модифицированного крахмала и вспомогательных веществ. Эти стабилизаторы были выбраны так как широко применяются при производстве молочных продуктов. Стабилизатор хамульсион VB-3 обладает высокой эмульгирующей способностью. Основным их недостатком является необходимость предварительной подготовки перед применением.

Таким образом, расширение ассортимента продуктов функционального назначения возможно на основе комплексного использования молочного и растительного сырья.

1.7 Цель и задачи исследований

Целью настоящих исследований является разработка технологий функциональных продуктов специализированного назначения.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследований:

— использовать обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку в качестве основы в производстве функциональных продуктов специализированного назначения;

— изучить возможность использования белково-углеводной основы, полученной ультрафильтрацией подсырной сыворотки, нанофильтрационного концентрата творожной сыворотки, гидролизата сывороточных белков в производстве продуктов с функциональными свойствами;

— подобрать микрофлору и установить состав поликомпонентных заквасок, придающий пробиотические свойства кисломолочным продуктам;

— изучить физико-химические основы использования молочного сырья при формировании функциональных свойств напитка, предназначенного для устранения обезвоживания;

— обосновать использование немолочного сырья в производстве функциональных продуктов специализированного назначения;

— установить рациональные количества ингредиентов молочного и немолочного происхождения, формирующие оптимальные органолептические свойства и консистенцию продуктов;

— установить основные технологические режимы производства разрабатываемых продуктов;

— исследовать свойства продуктов в процессе хранения и установить сроки их годности;

— разработать проекты нормативной документации на производство функциональных продуктов специализированного назначения.

2 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ

Для решения поставленных задач задействовался научно-инженерный потенциал ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА и ОАО «Учебно-опытный молочный завод» ВГМХА имени Н.В. Верещагина». Описание выполняемых работ представлено на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1. – Основные этапы работ и их содержание

2.1 Объекты и предметы исследования

Объектами исследований на протяжении всех этапов являлись рецептуры и технологии функциональных продуктов специализированного назначения на молочной основе.

Предметы исследования зависели от вида разрабатываемого продукта. Макронутриентной основой продуктов служили разные виды молочного сырья: обезжиренное молоко, пахта, получаемая в производстве сладкосливочного масла методом преобразования высокожирных сливок, творожная и подсырная сыворотка, смесь обезжиренного молока и пахты, смесь сыворотки и обезжиренного молока (БУО).

Для повышения пищевой плотности и биологической ценности продуктов использовали гидролизат сывороточных белков (ГСБ) и НФ-концентрат творожной сыворотки.

Для создания кисломолочных продуктов использовали различные микроорганизмы в составе комбинированных заквасок (таблица 2.1).

Таблица 2.1 – Состав микрофлоры, используемой для приготовления заквасок

Микроорганизмы в составе заквасок (бактериальная формула [83])	Характеристика по данным производителей
		1	2
Streptococcus salivarius subspecies thermophilus (StST)	Одноштаммовая культура для самостоятельного использования или совместного культивирования в составе поливидовых заквасок. Рекомендуется для производства продуктов с густой консистенцией и мягким вкусом.
Lactococcus lactis subspecies (LcL)	Моновидовая закваска, включающая подвиды Lactococcus lactis subspecies lactis (LcLL), Lactococcus lactis subspecies cremoris (LcLC), Lactococcus lactis subspecies biovar diacetylactis (LcLD). Обладает ароматообразующими свойствами и образованием СО2.
Lactobacillus acidophilus (LbA)	Гомоферментативные, факультативно анаэробные, термофильные, грамположительные, неспорообразующие палочки правильной формы. Кислотообразующий компонент закваски
Lactobacillus	Гомоферментативные. факультативно анаэробные,
1	2
delbrueckii subspecies bulgaricus (LbDB)	термофильные, грамположительные, неспорообразующие палочки правильной формы. Кислотообразующий компонент.
Lactobacillus plantarum (LbPl)	Одноштаммовая пробиотическая культура с защитными свойствами. Оказывает антагонистическое действие в отношении маслянокислых бактерий и бактерий группы кишечной палочки.
Bifidobacterium (Bf)	Поливидовая пробиотическая закваска, включающая Bifidobacterium adolescentis (BfAd), Bifidobacterium bifidum (BfBf), Bifidobacterium breve (BfBr), Bifidobacterium infantis (BfI), Bifidobacterium longum (BfLo). Обладает выраженным антагонистическим действием в отношении Eshtrichia coli, Staphyllococcus aureus, Candida albicans, Proteus mirabillis, Shigella flexdneri, Shigella sonnei, Klebciella pneumoniae, Proteus vulgaris, Citrobacter freundii, Bacillus subtilis.
Propionibacterium freudenreichii (subspecies freudenreichii (PrFF); subspecies shermani (PrFS)	Гетероферментативные, факультативно анаэробные, мезофильные, грамположительные, неспорообразующие короткие, иногда кокковидные палочки. Газо-ароматообразователи

Для придания функциональных свойств продуктам использовано сырье немолочного происхождения: фруктово-ягодные сиропы, некоторые виды муки злаковых культур, масло льняное. В качестве стабилизирующих добавок использован ряд некрахмальных полисахаридов.

2.2 Методы исследования

Основным критерием в производстве функциональных продуктов специализированного назначения на молочной основе должны стать их диетические свойства и биологическая ценность, соответствующие медико-биологическим требованиям и современной концепции рационального питания. В связи с этим при разработке новых продуктов использованы стандартные методы исследований физико-химических, микробиологических, органолептических характеристик исходного сырья и готовых продуктов, а также законодательные документы, регламентирующие требования к качеству и безопасности продуктов. Перечень стандартных методов, использованных в работе, представлен в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Использованные методы исследования

Показатель	Объект	Метод исследования	Источник
1	2	3	4
Органолептические показатели: вкус, запах, консистенция, цвет, внешний вид	Молочное сырье, модельные смеси с ФПИ, готовые продукты	Органолептический (балльный метод) по ГОСТ Р ИСО 22935-3-2011 Органолептический (профильный метод) по ГОСТ ISO 13299-2015	[84] [85]
Титруемая кислотность	Молочные сгустки, закваска, готовые продукты	Титриметрический по ГОСТ Р 54669-2011	[86]
Активная кислотность	Молочное сырье, модельные смеси с ФПИ, готовые продукты	Потенциометрический по ГОСТ Р 54669-2011	[87]
Массовая доля белка	Готовые продукты	Метод Кьельдаля по ГОСТ 34454-2018	[88]
Массовая доля жира, белка, сухих веществ	Молочное сырье, модельные смеси с ФПИ, готовые продукты	методом спектроскопии с использованием фурье-спектрометра ближней инфракрасной области фирмы Bruker (Германия)	[89]
Массовая доля сухих веществ	Молочное сырье, модельные смеси с ФПИ, готовые продукты	Метод определения массовой доли влаги и сухого вещества по ГОСТ Р 54668-2011	[90]
Массовая доля сухих обезжиренных веществ (СОМО)	Молочное сырье, модельные смеси, готовые продукты	Термогравиметрический — по ГОСТ Р 54668-2011 — по ГОСТ Р 54761-2011 — по ГОСТ 3626-73	[90] [91] [92]
Массовая доля углеводов	Молочное сырье, модельные смеси, готовые продукты	Инструментальный экспресс-метод по ГОСТ 32255-2013	[89]
1	2	3	4
		йодометрический по ГОСТ Р 54667-2011	[93]
Плотность	Молочное сырье, модельные смеси, готовые продукты	Ареометрический по ГОСТ Р 54758-2011	[94]
Осмоляльность	Молочное сырье, модельные смеси, готовые продукты	Криоскопический	[95]
Содержание молочнокислых микроорганизмов	Готовый продукт	Метод определения молочнокислых микроорганизмов по ГОСТ 33951-2016	[96]
Содержание дрожжей и плесеней	Готовый продукт	Определение дрожжей и плесневых грибов по ГОСТ 33566-2015	[97]
Содержание стафилококков	Готовый продукт	Методы определения Staphylococcus aureus по ГОСТ 30347-2016	[98]
Определение патогенных микроорганизмов, в том числе, сальмонелл	Готовый продукт	Метод выявления бактерий рода Salmonella; по ГОСТ 31659-2012 (ISO 6579:2002)	[99]
БГКП	Готовый продукт	Метод микробиологического анализа по ГОСТ 30901-2014	[100]

Кроме указанных в таблице 2.1 методов исследования на экспериментальном этапе применяли ряд оригинальных методик.

Скорость кислотообразования (Vк) рассчитывали по формуле (1):

Vк = (Т₂-Т₁)/t, (1)

где Т₁— титруемая кислотность в среде до сквашивания, ⁰Т;

Т₂ – титруемая кислотность в среде после t часов сквашивания, ⁰Т;

t – продолжительность сквашивания, ч.

Структурно-механические показатели продуктов определяли методом ротационной вискозиметрии на приборе «Реотест 2.1». Сдвигающее напряжение эффективную вязкость потерю вязкости коэффициент механической стабильности (КМС), восстановление структуры (В_) рассчитывали по формулам:

(1)

где – сдвигающее напряжение, 10^-1 Па;

– постоянная цилиндра, 10^-1 Па/дел. шкалы;

– отсчитываемое значение шкалы на индикаторном приборе (деление шкалы);

; (2)

где – эффективная вязкость, Па∙с

 – сдвигающее напряжение, 10^-1 Па;

Dr – скорость сдвига, с^-1.

Потерю вязкости, %:

(3)

Коэффициент механической стабильности:

(4)

Степень восстановления структуры, %:

(5)

где – эффективная вязкость неразрушенной, разрушенной и восстановленной структур, соответственно.

Влагоудерживающую способность кисломолочных сгустков оценивали методом центрифугирования по объему выделившейся сыворотки в процентах. Для этого 10 см³ сгустка центрифугировали в течение 10 минут при скорости 16,667 с^-1.

Условную вязкость определяли методом капиллярной вискозиметрии, поверхностное натяжение – сталогмометрическим методом [101].

Показатель вспенивания определяли как объемную долю газообразной фазы в пене по формуле:

,

(6)

где: П_{вспенивания} – показатель вспенивания, %

V_гф – объем газообразной фазы в пене, см³

V_жф – объем дисперсионной среды в составе пены, см³

Устойчивость пен характеризовали коэффициентом, определяемым по формуле:

,

(7)

где: К_уст – коэффициент устойчивости, мин/см³

τ – время гашения пены, мин

V_п – объем пены

Кратность пен выражали как относительную величину между объемом пены и объемом дисперсионной среды в ее составе, по формуле:

,

(8)

где: n – кратность пены

V_п – объем пены

V_дс – объем дисперсионной среды в составе пены

Пеностойкость – это показатель, выраженный в минутах, как время уменьшения объема пены на 50 %.

Определение общего аминокислотного состава производили с использованием анализатора Aracus, хроматографическим методом.

Коэффициент утилитарности незаменимой аминокислоты (α_j), коэффициент сбалансированности аминокислотного состава (U), коэффициент разбалансированности аминокислотного состава (R), показатель «сопоставимой избыточности» (σ), индекс незаменимых аминокислот (ИНАК) рассчитывали по формулам [102]:

αj = ;

(9)

где α_j – коэффициент утилитарности незаменимой аминокислоты;

C_min – минимальный скор незаменимых аминокислот оцениваемого белка по отношению к физиологически необходимой норме (эталону), % или доли единиц;

C_j – скор j-й незаменимой аминокислоты по отношению к физиологически необходимой норме (эталону), % или доли единиц;

Cj = ;

(10)

где A_эj – массовая доля j-й незаменимой аминокислоты, соответствующая физиологически необходимой норме (эталону), г/100 г белка;

А_j – массовая доля j-й незаменимой аминокислоты в продукте, г/100 г белка.

U= ;

(11)

где U – коэффициент сбалансированности аминокислотного состава;

R= ;

(12)

где R – коэффициент разбалансированности аминокислотного состава.

σ= ;

(13)

где σ – показатель «сопоставимой избыточности»;

ИНАК = ;

(14)

где ИНАК – индекс незаменимых аминокислот.

Аминокислотный состав продукта с ГСБ анализировали с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии с использованием катионообменного анализатора и последующей постколоночной дериватизацией нингидрином.

Энергетическую ценность определяли расчетным путем по формуле:

Эц = Б∙4 + Ж∙9+У∙4,

где Эц – энергетическая ценность, Ккал;

Б – массовая доля белка, %;

Ж – массовая доля жира, %;

У – массовая доля углеводов, % [103].

Процент удовлетворения суточной потребности в полиненасыщенных жирных кислотах (ПНЖК) рассчитывали по формуле:

ПС_i = m_i1·100/ m_i (%),

где m_i1 – содержание ПНЖК в продукте;

m_i – содержание ПНЖК в формуле сбалансированного питания.

Сроки годности продуктов устанавливали в соответствии с Методическими указаниями МУК 4.2.1847-04 «Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов» [104].

Определение рисков осуществляли по ГОСТ Р 51705.1-2001 Системы качества. Управление качеством пищевых продуктов на основе принципов ХАССП. Общие требования [105].

Математическую обработку экспериментальных данных проводили по результатам опытов в 3-5 кратной повторности с помощью методов статистики и регрессионного анализа с использованием персонального компьютера и пакета программного обеспечения «Microsoft Excel», «Statistiсa». Для эффективной постановки опытов и оптимизации состава продукта использовали метод математического планирования эксперимента [106]. Достоверность полученных результатов оценивали с помощью критерия Стъюдента, полученные регрессионные зависимости проверяли на адекватность экспериментальным данным по критерию Фишера [106].

3 РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА МОЛОЧНОЙ ОСНОВЕ

3.1 Исследование состава и физико-химических показателей сырья

Органолептические показатели молочного сырья, получаемого в промышленных условиях, соответствовали требованиям действующих стандартов [107, 108, 109] и представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Органолептические показатели молочного сырья

Показатель	Характеристика
Обезжиренное молоко
Внешний вид и консистенция	Однородная жидкость без осадка и хлопьев
Запах и вкус	Чистые, без посторонних привкусов и запахов. Допускается слабовыраженный кормовой привкус и запах
Цвет	Белый со слегка синеватым оттенком
Пахта
Внешний вид и консистенция	Однородная жидкость без осадка и хлопьев
Запах и вкус	Молочный с привкусом пастеризации, чистый или со слабокормовым привкусом
Цвет	От белого до светло-желтого, равномерный по всей массе
Сыворотка
Внешний вид и консистенция	Однородная непрозрачная или полупрозрачная жидкость с незначительным белковым осадком
Запах и вкус	Характерный для молочной сыворотки кисловатый
Цвет	От светло-желтого до бледно-зеленого

Пищевая и энергетическая ценность компонентов, входящих в состав продукта рассчитана на основании количественного содержания основных нутриентов по методике, представленной в разделе 2.2. Для получения НФ-концентрата использовали сыворотку с титруемой кислотностью (68±2) ^оТ и рН (4,65±0,05), полученную от производства творога на непрерывно-поточной линии. Сыворотку подвергали обработке при постоянной скорости до давления 27 бар на пилотной нанофильтрационной установке, оснащенной полимерной мембраной с молекулярной массой отсечки 300 Да [110, 111]. Состав молочного сырья и их физико-химические свойства приведены в таблицах 3.2 и 3.3.

Таблица 3.2 – Макронутриентный состав молочного сырья

Вид побочного молочного сырья	Массовая доля, %				Калорийность/ Энергетическая ценность, ккал/кДж
	жир	белок	лактоза	СВ
Обезжиренное молоко	0,05± 0,01	3,36± 0,02	4,73± 0,12	9,08± 0,52	33/141
Пахта	0,42± 0,04	3,09± 0,01	4,31± 0,26	8,09± 0,21	31/141
Творожная	0,05± 0,02	0,46± 0,04	4,10± 0,02	5,72± 0,04	19/79
Подсырная	0,18± 0,02	0,60± 0,05	4,87± 0,02	5,65± 0,40	24/100
Белково-углеводная основа (БУО)	0,18± 0,01	2,10± 0,04	4,60± 0,08	11,00± 1,00	28/119
НФ-концентрат	0,17± 0,02	2,02± 0,04	14,00± 0,80	18,00± 1,00	66/275

Таблица 3.3 – Физико-химические показатели молочного сырья

Вид побочного молочного сырья	Плотность, кг/м3	Кислотность
		титруемая, оТ	активная, единицы рН
Обезжиренное молоко	1030,0±0,5	16,0±1,0	6,68±0,04
Пахта	1027,0±0,5	15,0±1,0	6,69±0,03
Творожная	1023,7±1,0	65,5±1,5	5,83±0,04
Подсырная	1026,0±1,0	58,0±1,8	4,90±0,04
Белково-углеводная основа (БУО)	1029,0±0,5	22,0±1,1	5,38±0,01
НФ-концентрат	1090,0±1,0	68,8±1,8	4,65±0,05

Высокотехнологичными продуктами переработки молочной сыворотки являются ГСБ. Эти пищевые ингредиенты ценятся не просто за возможность увеличения содержания белка в продукте. Основное их функциональное назначение – уменьшение нагрузки на пищеварительную систему при переваривании белков, снижение потенциальной аллергенности на молочные белки и высокое содержание свободных аминокислот и биологически активных низкомолекулярных пептидов, которое определяется степенью деструкции белковых молекул [112, 113]. Как известно, белки молочной сыворотки, обладая высокой биологической ценностью в плане аминокислотного состава, могут стать причиной аллергических реакций у некоторых лиц [114]. В то же время доказано, что при расщеплении молекул белков до пептидов с размерами 2,5-3,0 кДа, аллергенность утрачивается.

В работе использовался ГСБ производства ВНИИМС (филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН) [115-119]. Методом ферментативного гидролиза в концентрате сывороточных белков расщеплено более 60 % всех пептидных связей, в результате в данном ГСБ методом гель-фильтрации высокого разрешения выявлено три области белковых веществ с молекулярными массами более 4,5 кДа (31,1±7,8%), от 1,7 кДа до 4,5 кДа (21,48±5,46%) и менее 1,7 кДа (50,4±6,4%). Известно, что белковые молекулы утрачивают аллергенность, если их размеры находятся в пределах от 2,5 до 3,0 кДа [18]. Следовательно, около 70 % всех белков данного гидролизата становятся гипоаллергенными. По данным ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» остаточная антигенность гидролизата в 17000 раз ниже нативных сывороточных белков [115].

Гидролизат сывороточных белков прошел клинические испытания в медицинских учреждениях для лечения и реабилитации больных с различной степенью белково-энергетической недостаточности. Установлено его положительное влияние при комплексном лечении хронического гепатита, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни, сахарного диабета, дисбактериоза и синдрома раздраженного кишечника [115]. Содержание свободных аминокислот, в том числе незаменимых, в данном ГСБ достигает 33 % (таблица 3.4).

Таблица 3.4 – Аминокислотный состав ГСБ

Аминокислоты	Массовая доля, %	Аминокислоты	Массовая доля, %
Асп + Асн	1,29±0,15	Тир	0,57±0,11
Сер	3,10±0,27	Тре	1,18±0,25
Глу + Глн	2,80±0,18	Вал	2,25±0,24
Гли	0,53±0,15	Мет	1,05±0,24
Гис	1,06±0,11	Лиз	2,74±0,33
Арг	1,71±0,20	Иле	1,52±0,15
Ала	2,21±0,28	Лей	4,82±0,57
Про	0,21±0,16	Фен	1,94±0,29
Цис	2,57±0,25	Три	1,77±0,23

Свободные аминокислоты легко всасываются через кишечную стенку и активно используются организмом на свои нужды. Следовательно, данный наполнитель является не только хорошим источником незаменимых аминокислот, но и отличается их повышенной биодоступностью в пищеварительном канале. Это имеет принципиальное значение не только для спортсменов, организм которых требует усиленного белкового питания, но и при различных нарушениях пищеварения, которые могут вызываться как заболеваниями ЖКТ, так и возрастными особенностями организма человека.

Использование данного ГСБ актуально для устранения дефицита биологически полноценных белков животного происхождения в рационе населения большинства стран, включая Россию. По данным ВОЗ состав молочных белков и, особенно, сывороточных белков, максимально приближен по аминокислотному набору к идеальному белку. Это служит основанием для использования гидролизатов в производстве функциональных продуктов питания, в частности кисломолочных [120-128].

Информация о других компонентах ГСБ и активной кислотности представлена в таблице 3.5.

Таблица 3.5 – Физико-химический состав ГСБ

Показатель	Значение показателя
Активная кислотность 1%-ного раствора, единицы рН	6,6-7,0
Массовая доля (%): влаги	6,0±0,4
золы	5,8±0,2
общего азота	11,7±0,2
в том числе: белкового азота	2,8±0,1
аминного азота	6,1±0,2
лактозы	6,8±0,5
азотистых веществ (общий азот – 6,7)	79,7±1,6
в том числе: аминокислот	48,6±2,3
пептидов	31,1±1,8

Из данных таблицы 3.5 видно, что несмотря на высокое содержание свободных аминокислот в ГСБ, активная кислотность его 1%-ного раствора близка к нейтральному значению. Это объяснимо, во-первых, преобладанием нейтральных аминокислот, а, во-вторых, тем, что суммарное содержание кислых аминокислот уравнивается большим количеством азотсодержащих соединений, которые в растворимой форме ионизируются и ведут себя как основания.

Для придания функциональных свойств продуктам использовано сырье немолочного происхождения: масло льняное, гречневая и льняная мука. В качестве вкусо-ароматических наполнителей использованы ингредиенты немолочного происхождения – ягодные сиропы с сахарозой и фруктозой «Клюква», «Брусника», «Шиповник» и «Шиповник и черная смородина», «Облепиха», «Черника», «Малина». Характеристики сырья растительного происхождения представлены в таблицах 3.6 и 3.7.

Таблица 3.6 – Макронутриенты сырья растительного происхождения

Наименование ингредиента	Массовые доли, %
	влага	СВ	белок	жир	углеводы
Сироп ягодный с сахарозой	26,5	74,5	–	–	65,0
Сироп ягодный с фруктозой	35,0	65,0	–	–	54,0
Масло льняное	–	100,0	–	99,8	0,2
Мука льняная	15,0	85,0	34,0	14,0	9,0
Пюре яблочное	78,2	21,8	–	–	19,0

Таблица 3.7 – Органолептические показатели сырья растительного происхождения

Наименование ингредиента	Органолептическая характеристика
		Сироп ягодный с сахарозой	Чистый, сладкий, характерный для данного продукта вкус и цвет
Сироп ягодный с фруктозой	Чистый, сладкий, характерный для данного продукта вкус и цвет
Масло льняное	Вкус соответствует маслу льняному без посторонних запахов и привкусов Прозрачная жидкость желтого цвета разной интенсивности с зеленоватым оттенком
Мука льняная	Светло-коричневый порошок с темными вкраплениями, Вкус сладковатый с легкой горчинкой, легкий свойственный травянистый запах
Пюре яблочное	Чистый, характерный, хорошо выраженный вкус и аромат данного продукта

Для стабилизации структур некоторых продуктов использован ряд некрахмальных полисахаридов: натуральное цитрусовое диетическое волокно Citri-Fi, природный полисахарид хитозан, хамульсион QNA стабилизатор VB-3.

3.2 Использование молочной сыворотки в разработке рецептур кисломолочных напитков с функциональными свойствами

3.2.1 Подбор культур и определение состава поликомпонентных заквасок для продуктов

В состав заквасок выбраны пропионовокислые бактерии, ацидофильная палочка и микрофлора кефирных грибков^[2]. Пропионовокислые бактерии и ацидофильная палочка относятся к пробиотической микрофлоре. Известно, что пропионовокислые бактерии характеризуются пониженной биохимической активностью в молочных средах [129]. Учитывая, что для производства молочных продуктов в промышленных условиях скорость роста и кислотообразования чистых культур пропионовокислых бактерий не достаточно высока и может явиться одной из причин размножения посторонней микрофлоры, целесообразно их совместное культивирование с молочнокислыми микроорганизмами.

Вызывает интерес использование в составе закваски микрофлоры кефирных грибков, представляющей собой естественно сложившейся симбиоз молочнокислых микроорганизмов, дрожжей и уксуснокислых бактерий, обладающий уникальными свойствами [57]. В процессе жизнедеятельности кефирной закваски в результате гомо- и гетероферментативного молочнокислого и спиртового брожения накапливаются разнообразные продукты брожения, в том числе, летучие жирные кислоты, этиловый спирт, углекислый газ, диацетил, которые будут придавать продукту приятный, слегка освежающий вкус. При этом дрожжи и уксуснокислые бактерии, входящие в состав кефирной закваски и являющиеся факультативными анаэробами, при своем развитии могут способствовать снижению окислительно-восстановительного потенциала среды и, тем самым, создавать более благоприятные условия для роста пропионовокислых бактерий.

Выбранные культуры микроорганизмов характеризуются разной биологической и антогонистической активностью. Их совместное использование позволит не только усилить пробиотические и функциональные свойства продуктов за счет взаимодополняющего положительного влияния на состав микрофлоры кишечника, иммунный статус организма человека, но и будет способствовать улучшению их органолептических показателей.

Проведена сравнительная оценка развития заквасочных культур в подсырной сыворотке и обезжиренном молоке (таблица 3.8).

Таблица 3.8 – Сравнительная характеристика биохимической активности пропионовокислых бактерий в обезжиренном молоке и сыворотке через 24 ч культивирования (доза закваски – 5 %)

Показатели	Культуры пропионовокислых бактерий
	1*	2**	3***
Обезжиренное молоко
Количество жизнеспособных клеток, млн. КОЕ/см3	110±70	132±65	117±85
Титруемая кислотность, оТ	70±2	75±2	68±3
Активная кислотность, ед. рН	4,15±0,01	3,98±0,01	4,22±0,02
Средняя удельная скорость роста, ч-1	0,164	0,171	0,158
Средняя скорость кислотообразования, ΔТ∙ч-1	2,20	2,40	2,13
Сыворотка
Количество жизнеспособных клеток, млн. КОЕ/см3	88±52	95±40	86±64
Титруемая кислотность, оТ	49±2	57±1	50±3
Активная кислотность, ед. рН	4,62±0,01	4,57±0,01	4,65±0,02
Средняя удельная скорость роста, ч-1	0,112	0,118	0,114
Средняя скорость кислотообразования, ΔТ∙ч-1	1,40	1,75	1,41
* – Pr. freudenreichii subsp. schermanii по ТУ 9229-369-00419785-04 ** – Pr. freudenreichii ВКПМ В4544 *** – Pr. freudenreichii по ТУ 9229-102-04610209-2002

Результаты опытов показали, что пропионовокислые бактерии снижают среднюю удельную скорость роста и среднюю скорость кислотообразования при их культивировании в сыворотке (посевная доза – 5 %, температура – 30 ^оС, продолжительность – 24 ч.) по сравнению с обезжиренным молоком в 1,38-1,46 раза и 1,37-1,57 раза, соответственно, в зависимости от вида исследуемых штаммов (таблица 3.8). По-видимому, это обусловлено различием буферных свойств сыворотки и обезжиренного молока. Повышенные буферные свойства обезжиренного молока, содержащего казеин, большее количество цитратов и фосфатов, создают более благоприятные условия для развития заквасочных микроорганизмов [42].

Отмечено также уменьшение активность роста и кислотообразования ацидофильных молочнокислые палочек и микрофлоры кефирных грибков при их культивировании в сыворотке.

При производстве кисломолочных продуктов на основе подсырной сыворотки требуется достаточно длительная ферментация для получения выраженного кисломолочного вкуса продукта, отмечается появление сывороточного привкуса, неоднородной консистенции. Для повышения активности развития заквасочной микрофлоры, улучшения органолептических показателей предложено совместное использование в качестве молочной основы продуктов сыворотки и обезжиренного молока.

Исследованы закономерности совместного развития заквасочных культур в молочно-сывороточной среде, содержащей 30 % обезжиренного молока. Скорость развития заквасочной микрофлоры, которая оказывает существенное влияние на показатели качества готового продукта (выраженность вкуса и аромата, консистенцию, микробиологические показатели, в том числе, содержание пробиотической микрофлоры) регулировали начальным соотношением культур в составе закваски, дозой закваски и температурой сквашивания с учетом создания более благоприятных условий для пропионовокислых бактерий, характеризующихся пониженной биохимической активностью в молочных средах.

Установлено, что пропионовокислые бактерии (результаты исследований представлены с культурой Pr. freudenreichii ВКПМ В4544, показавшей более высокую скорость роста в сыворотке и обезжиренном молоке) наиболее активно развивались в совместных культурах при дозе кефирной закваски от 1,5 % до 2 %, ацидофильных молочнокислых палочек – от 0,1 % до 0,5 % (таблице 3.9). При этом средняя удельная скорость роста пропионовокислых бактерий увеличивалась в 1,53-2,21 раза по сравнению с их чистой культурой. По-видимому, стимулирующий эффект обусловлен тем, что в процессе развития микрофлоры кефирной закваски происходит снижение окислительно-восстановительного потенциала среды, и, соответственно, ускоряется развитие пропионовокислых бактерий.

Таблица 3.9 – Активность развития пробиотических микроорганизмов в молочно-сывороточной среде (30 % обезжиренного молока) при различном начальном соотношении заквасочной микрофлоры

Соотношение культур в закваске (доза – 5 %)	Количество микроорганизмов, млн. КОЕ/см3		Время образования сгустка, ч	Кислотность
	PrF	LbA*		оТ	рН
1. PrF:Kef:LbA = 1:1:1	37±23	240±41	6,5±0,5	92±2	4,5±0,02
2. PrF:Kef:LbA = 2,5:2:0,5	125±28	120±52	8,5±0,5	76±2	4,76±0,02
3. PrF:Kef:LbA = 2,5:2,4:0,1	118±31	98±40	12±0,5	70±2	4,83±0,02
4. PrF (контроль)	98±42	–	18,5±0,5	68±2	4,88±0,02
* – L.acidophillus 317/402

Выявлено, что более активный рост пропионовокислых бактерий и лучшие органолептические показатели наблюдалось в совместных культурах при использовании штамма L.acidophillus 317/402, отличающегося более низкой энергией кислотообразования на первом этапе сквашивания. При использовании вязкого штамма ацидофильной палочки сгусток был слизистым, тягучим, что ухудшало суммарную балльную оценку продукта. Увеличение посевной дозы ацидофильной палочки более 0,5 % (соотношение культур в составе закваски 1:1:1), сокращая продолжительность сквашивания, приводило к уменьшению содержания жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий в 3,1-4,2 раза.

Динамика изменения кислотности в процессе сквашивания молочно-сывороточной среды показана на рисунке 3.1. Результаты выполненных исследований показали целесообразность использования для ферментации молочно-сывороточной среды поликомпонентной закваски (5 %), содержащей пропионовокислые бактерии, кефирную закваску и ацидофильные палочки.

Молочнокислые палочки в соотношении 2,5:2:0,5, соответственно, при оптимальной для пропионовокислых бактерий температуре (30 ^оС) обеспечивают наиболее высокий выход их жизнеспособных клеток в конце сквашивания при сравнительно быстром нарастании кислотности среды (образование сгустка в течение 8-9 ч) и достаточно высоком содержании ацидофильной палочки, что будет обуславливать пробиотические свойства готового продукта.

а)

б)

Рисунок 3.1 – Изменение титруемой (а) и активной (б) кислотности в совместных культурах при различном начальном соотношении пропионовокислых бактерий (PrF), ацидофильных молочнокислых палочек (LbA) и кефирной закваски (Kef):

1 – PrF:Kef: LbA =1:1:1; 2 – PrF:Kef: LbA =2,5:2:0,5; 3 – PrF:Kef: LbA:=2,5:2,4:0,1

Следует иметь в виду, что ацидофильная палочка может достаточно активно развиваться в процессе охлаждения сгустка при пониженных температурах, что будет способствовать появлению излишне-кислого вкуса готового продукта.

Изучение органолептических показателей опытных вариантов показало, что они улучшались при использовании поликомпонентных заквасок по сравнению с чистой культурой пропионовокислых бактерий (вкус и запах – на 1-3 балла, консистенция – на 1,5 балла, общая балльная оценка – на 2,5-4,5 балла), для которой отмечались недостаточно выраженный кисломолочный вкус и аромат, непрочный сгусток с очень слабой влагоудерживающей способностью.

В результате изучения закономерностей совместного развития исследуемых микроорганизмов определено оптимальное соотношение между ними в составе поликомпонентной закваски, содержащей ацидофильную палочку, кефирную грибковую закваску и пропионовокислые бактерии: 0,5:2:2,5, соответственно. Установлены режимы ферментации (температура –30-32°С, продолжительность – 7-8 ч.), обеспечивающие достаточно высокое содержание жизнеспособных клеток пробиотической микрофлоры
(220-480 млн. КОЕ/см³).

3.2.2 Определение состава молочно-сывороточной основы для продуктов

Для получения напитков с хорошими органолептическими показателями и структурно-механическими свойствами необходимо установить оптимальное соотношение между сывороткой и обезжиренным молоком в их рецептуре. В связи с этим проведены исследования по оптимизации состава молочно-сывороточной основы для напитков, обогащенных пробиотической микрофлорой, с учетом влияния основных технологических факторов.

Для получения математической модели процесса с учетом влияния технологических факторов использован метод ортогонального композиционного планирования эксперимента [106].

На основании результатов предварительно проведенных опытов и литературных данных было выявлено три основных фактора: доля обезжиренного молока в молочно-сывороточной основе (х₁), температура сквашивания (х₂) и доза закваски (х₃), оказывающих существенное влияние на активность развития заквасочной микрофлоры, кислотообразование в процессе сквашивания, органолептические и структурно-механические свойства кислотного сгустка.

В качестве выходных параметров были взяты:

у₁ – органолептические показатели (вкус, запах), балл;

у₂ – органолептические показатели (суммарная оценка за вкус, запах, цвет и консистенцию), балл;

у₃ – влагоудерживающая способность сгустка, % выделившейся сыворотки при центрифугировании;

у₄ – кислотность сгустка, ^оТ;

у₅ – эффективная вязкость неразрушенной структуры сгустка, мПа∙с;

у₆ – продолжительность сквашивания, ч;

у₇ – количество жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий в конце сквашивания, lg КОЕ/см³;

у₈ – количество жизнеспособных клеток лактобацилл в конце сквашивания, lg КОЕ/см³.

Матрица планирования ортогонального центрально-композиционного плана 2-го порядка для трехфакторного процесса и усредненные по трем повторностям результаты этих опытов приведены в таблицах 3.10 и 3.11.

Таблица 3. 10. – План эксперимента (ПФЭ2³) в кодированных и натуральных переменных

№ опыта	Факторы в безразмерном масштабе			Факторы в натуральном масштабе
	Х1	Х2	Х3	Х1	Х2	Х3
1	+	+	+	70	32	5
2	–	+	+	60	32	5
3	+	–	+	70	28	5
4	–	–	+	60	28	5
5	+	+	–	70	32	1
6	–	+	–	60	32	1
7	+	–	–	70	28	1
8	–	–	–	60	28	1
9	1,2154	0	0	71,1	30	3
10	-1,2154	0	0	58,9	30	3
11	0	1,2154	0	65	32,43	3
12	0	-1,2154	0	65	27,57	3
13	0	0	1,2154	65	30	5,43
14	0	0	-1,2154	65	30	0,57
15	0	0	0	65	30	3

На основании экспериментальных данных получены математические модели, отражающие зависимости изменения органолептических показателей, титруемой кислотности, эффективной вязкости и вдагоудерживающей способности сгустка, а также времени образования сгустка и содержания жизнеспособных клеток пробиотической микрофлоры в конце сквашивания от исследуемых факторов.

После проверки значимости коэффициентов регрессии с использованием критерия Стьюдента уравнения, в которых оставлены члены, имеющие статистически значимые эффекты (уровень р<0,05), приняли следующий вид:

у₁= — 129,283+1,224х₁ – 0,009х₁²+6,102х₂-0,101х₂²+0,336х₃;

у₂= — 163,785+2,599х₁-0,019х₁²+5,83х₂-0,096х₂²+ 0,85х₃-0,103х₃²;

у₃= — 24,6964х₁+0,1794х₁²–7,0250х₃; у₄= 46,196х₂-0,745х₂²+6,728х₃;

у₅= — 81,5559+2,1708х₁-0,0158х₁²+0,3135х₃;

у₆= 22,0078-0,23989х₂-0,76640х₃;

у₇= 0,99170х₂–0,01660х₂²+0,10498х₃-0,01199х₃²;

у₈= 5,20327+0,072335х₂.

Таблица 3.11 – Результаты исследований

№ опыта	Выходные параметры
	У1	У2	У3	У4	У5	У6	У7	У8
1	4,4	14,4	34	85	4,4	6,0	8,36	7,96
2	4,0	13,2	47	80	3,31	6,8	8,33	7,98
3	4,2	14,2	38	75	4,22	7,0	8,06	8,01
4	3,9	13,2	51	70	2,82	8,0	8,07	8,03
5	3,8	13,8	43	68	3,81	9,0	8,43	7,89
6	3,4	12,5	52	65	2,79	10,5	8,04	7,86
7	4,0	13,4	46	66	3,51	11,2	7,98	7,91
8	3,5	12,5	56	60	2,49	10,0	7,92	7,90
9	4,8	14,9	36	82	4,25	7,5	8,08	8,08
10	3,8	12,8	61	72	2,48	8,5	7,96	8,03
11	4,2	14,2	38	75	4,09	7,9	8,39	7,96
12	3,9	13,8	41	70	3,71	9,0	8,02	7,90
13	4,8	14,9	37	78	4,05	7,8	8,07	8,08
14	4,0	13,0	56	68	3,49	11,0	8,26	7,83

Адекватность полученных моделей подтверждает проведение дисперсионного анализа с использованием коэффициентов детерминации, критерия Фишера (таблица 3.12), а так же построением диаграмм рассеяния предсказанных и наблюдаемых значений и диаграмм Парето.

Таблица 3.12 – Результаты дисперсионного анализа

Переменная	Rскор.2	F-критерий	Уровень значимости
у1	0,849332	14,15326	0,000715
у2	0,860999	15,45310	0,000524
у3	0,783331	9,435787	0,002863
у4	0,881364	18,33467	0,000283
у5	0,967189	69,77998	0,000002
у6	0,832138	24,134	0,00004
у7	0,755340	8,203712	0,004523
у8	0,595117	4,429654	0,028603

В качестве примера на рисунке 3.2 эти диаграммы представлены для выходного параметра у₂ (суммарная балльная оценка органолептических показателей).

а)

б)

Рисунок 3.2 − Диаграмма рассеяния наблюдаемых и предсказанных значений (а) и диаграмма Парето (б) для у₂

Анализ полученных зависимостей показал, что органолептические показатели (суммарная балльная оценка, выраженность вкуса и запаха) улучшаются с увеличением доли обезжиренного молока в молочно-сывороточной основе, повышением температуры сквашивания и увеличением доли производственной закваски. При этом более сильное влияние оказывает температура сквашивания и доля обезжиренного молока в составе смеси.

На влагоудерживающую способность и вязкость сгустка, характеризующих его структурно-механические свойства, достаточное влияние оказывают процент обезжиренного молока в молочно-сывороточной основе и доза закваски. Влагоудерживающая способность сгустка в значительной степени зависит от доли обезжиренного молока в составе основы и в какой-то степени от дозы закваски, с уменьшением которых устойчивость к синерезису уменьшается. На эффективную вязкость существенное влияние также оказывает доля обезжиренного молока в смеси, с повышением которой вязкость возрастает. Продолжительность сквашивания и кислотность сгустка зависит от температуры сквашивания и дозы закваски, с повышением которых время образования сгустка уменьшается, а его кислотность возрастает. При этом наиболее сильное влияние на интенсивность сквашивания и активность развития пробиотической микрофлоры в исследуемой области факторного пространства оказывает температура сквашивания, с увеличением которой выход жизнеспособных клеток повышается.

Для определения оптимальных значений факторов использовали графики поверхностей отклика. Поверхности отклика имеют форму эллиптического параболоида. Координаты оптимума лежат в центре плана. В качестве примера на рисунке 3.3 представлены поверхности отклика для выходного параметра − органолептическая оценка молочно-сывороточной основы.

Рисунок 3.3 – Поверхности отклика зависимости органолептических показателей (суммарная оценка за вкус, запах, цвет и консистенцию) молочно-сывороточной основы от исследуемых факторов

Их анализ позволил установить состав молочной основы (обезжиренное молоко – 65-70 %, подсырная сыворотка – 35-30%), обеспечивающий хорошие органолептические и структурно-механические свойства напитков, а также определить режимы сквашивания (температура сквашивания – 30^оС, доза закваски – 5 %), позволяющие получать достаточно высокое содержание пробиотической микрофлоры в готовом продукте.

3.2.3 Использование белково-углеводной основы, полученной ультрафильтрацией сыворотки, в составе молочной смеси

В разработке продуктов с повышенной биологической ценностью, представляет интерес использование в составе их рецептуры белково-углеводной основы (БУО), полученной ультрафильтрацией сыворотки. Включение БУО в молочную смесь дополнительно к обезжиренному молоку будет способствовать увеличению в продукте содержания сывороточных белков, не имеющих лимитированных незаменимых аминокислот.

БУО получали путем ультрафильтрации подсырной сыворотки при температуре 50 ^оС на установке Boccard при давлении 0,4 МПа. Массовая доля сухих веществ, белка и лактозы в БОУ достигала, соответственно, (12±0,08) %, (2,1±0,04) % и (4,6±0,08) %. При этом титруемая кислотность находилась в интервале от 21 ^оТ до 23 ^оТ, а активная кислотность составляла (5,38±0,01) единиц рН.

БУО пастеризовали при температуре (74-76) ^оС с выдержкой (15-20) с, охлаждали до (30±1)^оС, вносили 5 % поликомпонентной закваски, содержащей кефирную закваску, ацидофильную палочку и пропионовокислые бактерии в соотношении (2:0,5:2,5), и проводили ферментацию в течение 12 ч.

Результаты исследования интенсивности кислотообразования при развитии заквасочной микрофлоры от массовой доли сухих веществ в БУО представлены на рисунке 3.4. Установлено, что активность развития микроорганизмов поликомпонентной закваски и, соответственно, скорость кислотообразования возрастают с увеличением массовой доли сухих веществ в БУО. Так, при увеличении массовой доли сухих веществ с 6 % до 12 % средняя скорость кислотообразования повышается в 1,32-1,63 раза.

Изучение органолептических характеристик опытных вариантов на основе БУО и обезжиренного молока показало, что с увеличением доли обезжиренного молока в молочно-сывороточной смеси, также как и в опытных вариантах на основе сыворотки и обезжиренного молока, отмечалось усиление чистого кисломолочного вкуса, уменьшение выраженности сывороточного привкуса, свойственного контрольному варианту, приготовленному на БУО. При этом цвет продукта также приближался к молочно-белому.

а)

б)

Рисунок 3.4 – Изменение кислотности в процессе сквашивания БУО

Диапазон варьирования технологических факторов для молочно-сывороточной основы, содержащей БУО и обезжиренное молоко, приведен в таблице 3.13.

Таблица 3.13 –Диапазон варьирования технологических факторов

Факторы	Диапазон варьирования
Доля обезжиренного молока в молочно-сывороточной основе, % (х1)	55-65
Температура сквашивания, оС (х2)	25-35
Доза закваски, % (х3)	1-5

Матрица планирования ортогонального центрально-композиционного плана 2-го порядка для трехфакторного процесса и усредненные по трем повторностям результаты этих опытов для молочной смеси на основе БУО и обезжиренного молока приведены в таблице 3.14.

Математические модели, отражающие зависимости изменения органолептических показателей, титруемой кислотности, эффективной вязкости и вдагоудерживающей способности сгустка, а также времени образования сгустка и содержания жизнеспособных клеток пробиотической микрофлоры в конце сквашивания от исследуемых факторов, имеют следующий вид:

у₁=-46,2562+1,1554х₁–0,0089х₁²+5,8202х₂-0,0137х₂²+0,5862х₃–0,0778х₃²;

у₂= — 85,6118-2,307х₁-0,0179х₁²+1,6173х₂-0,0267х₂²+0,6383х₃-0,00665х₃²;

у₃=704,7316-19,9618х₁-0,1551х₁²-0,2455х₂–0,0041х₂²-5,9308х₃+0,6509х₃²;

у₄=4,73681 +0,696065х₁+0,35821х₂ +2,39695х₃;

у₅=-12,0355+0,6460х₁-0,0048х₁²-0,4376х₂+0,0076х₂²+0,355х₃-0,0427х₃²;

Таблица 3.14 – Матрица планирования и результаты исследований

№ опыта	Факторы в безразмерном масштабе			Факторы в натуральном масштабе			Выходные параметры
	Х1	Х2	Х3	Х1	Х2	Х3	У1	У2	У3	У4	У5	У6	У7	У8
1	+	+	+	65	35	5	4,2	14,4	37	85	4,10	6,0	7,94	8,27
2	–	+	+	55	35	5	3,4	12,5	47	79	3,52	7,0	7,92	8,25
3	+	–	+	65	25	5	4,3	14,1	41	80	4,00	6,5	8,04	7,96
4	–	–	+	55	25	5	3,2	12,4	54	72	3,28	7,5	8,05	8,02
5	+	+	–	65	35	1	3,7	13,4	43	70	3,85	11,0	7,79	8,17
6	–	+	–	55	35	1	3,0	12,0	57	68	3,31	12,0	7,86	8,12 93
7	+	–	–	65	25	1	4,0	12,9	49	69	3,58	13,0	7,85	7,86
8	–	–	–	55	25	1	3,0	11,8	61	65	3,08	14,0	7,79	7,86
9	1,2154	0	0	66,1	30	3	4,7	14,7	38	81	3,95	7,5	8,15	7,98
10	-1,2154	0	0	53,9	30	3	3,4	12,1	61	66	2,86	11,0	8,04	7,88
11	0	1,2154	0	60	36,1	3	4,0	13,1	40	78	3,95	8,0	7,98	8,22
12	0	-1,2154	0	60	23,9	3	3,9	13,3	45	75	3,85	8,5	7,79	7,80
13	0	0	1,2154	60	30	5,43	4,5	14,6	41	80	3,81	7,0	8,10	8,12
14	0	0	-1,2154	60	30	0,57	3,5	13,0	52	73	2,92	10,05	7,80	7,52
15	0	0	0	60	30	3	4,5	14,5	42	75	3,80	9,0	8,04	7,98

у₆=25,03402 — 0,15016х₁-0,10222х₂-1,24413х₃;

у₇=7,840252-0,132715х₁+0,001129х₁²+0,254532х₂-0,004239х₂²+0,140966х₃-0,015699х₃²;

у₈=6,787649+0,002657х₁+0,029561х₂+0,05565х₃.

После проверки значимости коэффициентов регрессии с использованием критерия Стьюдента уравнения, в которых оставлены члены, имеющие статистически значимые эффекты (уровень р<0,05), приняли следующий вид:

у₂= — 85,6118-2,307х₁-0,0179х₁²+1,6173х₂-0,0267х₂²+0,6383х₃;

у₃= 704,7316-19,9618х₁-0,1551х₁²-5,9308х₃+0,6509х₃²;

у₄=4,73681 +0,696065х₁+2,39695х₃; у₅= — 0,4376х₂+0,0076х₂²+0,355х₃;

у₆=25,03402 -0,15016х₁-1,24413х₃;

у₇=0,254532х₂-0,004239х₂²+0,140966х₃;

у₈=6,787649+0,029561х₂+0,05565х₃.

В уравнении для у₁ все коэффициенты оказались значимыми. Результаты дисперсионного анализа приведены в таблице 3.15.

Таблица 3.15 – Результаты дисперсионного анализа

Переменная	R2	R12	Rскор.2	F — критерий	Уровень значимости
у1	0,97644	0,953440	0,918521	27,30385	0,000065
у2	0,97869	0,957846	0,926230	30,29653	0,000044
у3	0,99057	0,981228	0,967150	69,69628	0,000002
у4	0,913108	0,8337667	0,7884304	18,39070	0,000135
у5	0,955647	0,913261	0,848206	14,03843	0,000736
у6	0,9337246	0,8718416	0,8368893	24,94377	0,000033
у7	0,890200	0,792457	0,636799	5,091025	0,019388
у8	0,8150043	0,7864232	0,6265895	7,253573	0,005902

Анализ полученных зависимостей и стандартизованных коэффициентов регрессии выявил аналогичную степень влияния исследуемых факторов на выходные параметры, что и при использовании в составе основы подсырной сыворотки. В качестве примера показаны поверхности отклика и контурные графики для (у₂) − органолептическая оценка, (у₇) – количество жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий (рисунки 3.5, 3,6).

Рисунок 3.5 – Поверхности отклика зависимости органолептической оценки (у₂) от исследуемых факторов

Рисунок 3.6 – Поверхности отклика и контурные графики зависимости количества жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий (у₇) от исследуемых факторов

С использованием графиков поверхностей отклика и линий уровня поверхностей установлены предпочтительные значения исследуемых факторов: х₁ = 60-65 %; х₂ = 29-31^оС; х₃ = 3-5 %. Проведенные опыты подтверждают полученные закономерности.

Таким образом, в результате выполненных исследований установлен состав молочно-сывороточной основы (доля обезжиренного молока при использовании подсырной сыворотки и обезжиренного молока составляет 65-70 %; при использовании БУО и обезжиренного молока – 60-65 %), обеспечивающий хорошие органолептические и структурно-механические свойства продуктов, а также уточнены режимы ферментации (температура сквашивания – 29-31^оС, доза закваски – 3-5 %), позволяющие получать достаточно высокое содержание жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий и лактобацилл, что будет придавать им пробиотические свойства.

3.2.4 Влияние растительных наполнителей на показатели качества продуктов

Для повышения пищевой ценности напитков (обогащения углеводного, витаминного, минерального состава), приданию им выраженных антиоксидантных свойств, а также улучшения органолептических показателей рассмотрена возможность использование растительных добавок с высоким содержанием биологически активных веществ (сиропов плодов шелковицы белой и облепихи).

При производстве кисломолочных напитков с плодово-ягодными наполнителями, особенно вырабатываемых резервуарным способом, важным показателем является кислотность сгустка. Кислотность сгустка влияет на органолептические показатели продукта и структурно-механические свойства сгустка, а также определяет его готовность к последующим технологическим операциям.

В связи с этим исследовано влияние дозы наполнителя и титруемой кислотности сгустка на органолептические, структурно-механические и синеретические свойства напитков. Напитки вырабатывали по типу резервуарного способа, наполнитель вносили в частично охлажденный (до
20 ^оС сгусток).

Для выбора оптимальных значений исследуемых факторов использовали метод математического планирования эксперимента. Диапазон изменения факторов представлен в таблице 3.16.

Таблица 3.16 – Диапазон варьирования технологических факторов

Факторы	Диапазон
Сироп шелковицы
Доза, % (х1)	4-14
Титруемая кислотность, оТ (х2)	70-100
Сироп облепихи
Доза, % (х1)	8-20
Титруемая кислотность, оТ (х2)	70-100

В качестве выходных параметров были выбраны: органолептические показатели, влагоудерживающая способность сгустка и эффективная вязкость сгустка (таблица 3.17).

Таблица 3.17 – Выходные параметры

Условное обозначение	Выходные параметры	Единицы измерения
у1	органолептические показатели продукта	балл
у2	влагоудерживающая способность сгустка	выделившаяся сыворотка, %
у3	эффективная вязкость неразрушенной структуры сгустка	Па∙с

Матрица планирования ортогонального центрально-композиционного плана 2-го порядка для двухфакторного эксперимента (α=1,000, d=0,667) и усредненные по трем повторностям результаты этих опытов приведены в таблице 3.18. Получены уравнения регрессии, отражающие зависимости изменения органолептических показателей, синеретической способности и эффективной вязкости сгустка от исследуемых факторов.

Проведена проверка значимости коэффициентов уравнений с помощью критерия Стьюдента. Итоговые уравнения приняли следующий вид:

для напитка с сиропом шелковицы

у₁= — 30,5916+3,9913х₁-0,2060 х₁²+0,5922х₂–0,0033х₂²;

у₂= 195,0548-6,3867х₁+0,3733х₁²-2,5296х₂+0,0126х₂²;

у₃= — 0,173467+1,028733х₁ – 0,047800х₁².

для напитка с сиропом облепихи

у₁= — 56,6481+1,9213х₁-0,0671 х₁²+1,2926х₂–0,0015х₂²;

у₂= 49,50-0,500х₁-0,1666х₂;  у₃= 2,3633-0,0236х₁ +0,0114х₂.

Таблица 3.18 – Матрица планирования и результаты исследования

№ обр.	х1	х2	у1	у2	у3
Сироп облепихи
1	8	70	9	34	2,94
2	8	100	9.5	30	3,29
3	20	70	9	27	2,64
4	20	100	10,5	25	3,08
5	8	85	11,5	32	3,2
6	14	70	11	31	2,86
7	14	85	14	26	3,08
8	20	85	11	28	2,86
9	14	100	12	22	3,1
Сироп шелковицы белой
1	4	70	7,0	60	2,14
2	4	100	8,0	48	2,36
3	14	70	10,0	62	2,60
4	14	100	11,0	53	2,69
5	4	85	8,5	52	2,31
6	9	70	1,4	54	2,62
7	9	85	14,9	43	2,75
8	14	85	11,0	55	2,64
9	9	100	14,3	40	2,77

Анализ полученных зависимостей показал, что при использовании в качестве наполнителя сиропа шелковицы наибольшее влияние на органолептические и структурно-механические показатели напитка оказывает доза внесенного наполнителя по сравнению с кислотностью сгустка. При использовании облепихи, протертой с сахаром на органолептические показатели почти в одинаковой степени влияют и доза наполнителя, и кислотность сгустка, а на структурно-механические свойства – в большей степени влияет кислотность сгустка.

Поверхности отклика и контурные графики выходных величин в зависимости от дозы наполнителя и кислотности показаны на рисунках 3.7, 3.8, 3.9.

Оптимальные значения исследуемых факторов определены с использованием графиков поверхностей отклика и линий уровня поверхностей: х₁ = 8-9 %, х₂ = 85-95 ^оТ (для сиропа шелковицы); х₁ = 13-14 %, х₂ = 85 ^оТ (для сиропа облепихи).

а)

б)

Рисунок 3.7 – Поверхности отклика и контурные графики зависимости органолептической оценки (у₁) от исследуемых факторов: а – продукт с сиропом облепихи; б – продукт с сиропом шелковицы

а)                                                                                 б)

Рисунок 3.8 – Поверхности отклика и контурные графики зависимости влагоудерживающей способности (у₂) от исследуемых факторов:

а – продукт с сиропом облепихи; б – продукт с сиропом шелковицы

а)                                                                                          б)

Рисунок 3.9 – Поверхности отклика и контурные графики зависимости эффективной вязкости (у₃) от исследуемых факторов:

а – продукт с сиропом облепихи; б – продукт с сиропом шелковицы

Оценка органолептических показателей продуктов с различной дозой наполнителей проведена также с помощью профильного метода и представлена на рисунке 3.10.

а)

б)

Рисунок 3.10 – Влияние дозы наполнителя на органолептические свойства молочно-сывороточных напитков:

а – продукт с сиропом облепихи; б – продукт с сиропом шелковицы

Результаты этих исследований, подтвердили, что при внесении сиропа шелковицы в количестве 8-9 % и сиропа облепихи в количестве 13-14% напиток характеризуется гармоничным кисломолочным, умеренно сладким вкусом и ароматом или шелковицы, или облепихи, а также однородной консистенцией и светло-кремовым цветом при использовании шелковицы и светло-оранжевый − при использовании облепихи.

Таким образом, для улучшения органолептических показателей, структурно-механических свойств, усиления антиоксидантных качеств напитков кисломолочных обогащенных установлена целесообразность использования сиропа шелковицы белой и облепихи, протертой с сахаром в технологии получения данных продуктов. Результаты выполненных исследований позволили разработать рецептуры продуктов молочных обогащенных (таблицы3.19, 3.20).

Таблица 3.19 – Пример рецептуры на напитки кисломолочные обогащенные (в кг на 1000 кг продукта без учета потерь)

Сырье	Напиток
	Без наполнителя	С сиропом шелковицы
Молоко обезжиренное (м.д. СВ 9 %)	620,5	567,5
Сыворотка молочная (м.д. СВ 6 %)	329,5	302,5
Сироп шелковицы (м.д. СВ 72 %)	–	80
Закваска на обезжиренном молоке	50	50
ИТОГО	1000	1000

Таблица 3.20 – Пример рецептуры на продукт кисломолочный обогащенный (в кг на 1000 кг продукта без учета потерь)

Сырье	Продукт
	Без наполнителя	С сиропом облепихи
Молоко обезжиренное (м.д. СВ 9 %)	571,5	493,5
БУО (м.д. СВ 10 %)	378,5	326,5
Сироп облепихи (м.д. СВ 72 %)	–	130
Закваска на обезжиренном молоке	50	50
ИТОГО	1000	1000

3.3 Разработка рецептуры кисломолочной пасты, обогащенной НФ-концентратом творожной сыворотки и пробиотической микрофлорой

3.3.1 Определение состава поликомпонентной закваски для продукта

Для получения кисломолочной пасты с пробиотическими свойствами в качестве основной заквасочной микрофлоры выбраны бифидобактерии. При производстве кисломолочных продуктов в промышленных условиях недостаточно высокие скорости роста и кислотообразования бифидобактерий могут являться одной из причин развития посторонней микрофлоры (технически вредной, патогенной и условно-патогенной), что обуславливает целесообразность применения совместного культивирования бифидобактерий и молочнокислых бактерий. С целью усиления пробиотических свойств продуктов предложено использование в составе закваски невязких штаммов Lbm. acidophilus, а для придания выраженного вкуса и аромата, получения сгустка с повышенной синеретической способнстью, что важно для творожных продуктов, – лактококков вида Lactococcus lactis subspecies lactis, Lactococcus lactis ssp. сremoris и Lactococcus lactis ssp. Lactis biovar diacetylactis^[3].

Для определения состава поликомпонентой закваски изучены закономерности совместного развития бифидобактерий с молочнокислыми микроорганизмами при различном начальном соотношении культур. Установлено, что нарастание кислотности в процессе сквашивания поликомпонентными заквасками повышалось с увеличением в них доли ацидофильной палочки и лактококков (рисунок 3.11), при этом бифидобактерии достаточно активно развивались в совместных культурах при дозах ацидофильной палочки, равных от 0,25 % до 0,5 %, лактококков – от 0,5 % до 1 % (таблица 3.21). Так, выход жизнеспособных клеток бифидобактерий в этих опытных вариантах был выше в 2,6-3 раза по сравнению с вариантами, содержащими 1 % ацидофильной палочки в поликомпонентной закваске.

Результаты исследований показали, что при использовании комбинации закваски, содержащей бифидобактерии, лактококки и ацидофильную палочку в соотношении 3,5:1:0,5 (посевная доза бифидобактерий – 3,5 %, лактококков – 1 % и ацидофильной палочки –
0,5 %) обеспечивается достаточно высокое содержание бифидобактерий (19,6±0,06 ln КОЕ/см³), ацидофильной палочки (19,4±0,08 ln КОЕ/см³), лактококков (19,8±0,05 ln КОЕ/см³).

а)

б)

Рисунок 3.11 – Изменение титруемой (а) и активной (б) кислотности в процессе сквашивания обезжиренного молока поликомпонентными заквасками при различном начальном соотношении бифидобактерий (Bf), ацидофильной палочки (LbA) и лактококков (Lc), %:

1 – Bf:LbA:Lc = 4:0,5:0,5; 2 – Bf:LbA:Lc = 3,5:1:0,5; 3 – Bf:LbA:Lc = 3,5:0,5:1;

4 – Bf:LbA:Lc = 3:1:1; 5 – Bf:LbA:Lc = 4:0,25:0,75; 6 – Bf = 5

Увеличение дозы ацидофильной палочки более 0,5 % приводило к уменьшению содержания жизнеспособных клеток бифидобактерий почти в 2 раза в конце сквашивания за счет более быстрого повышения кислотности среды. Результаты исследований представлены с культурой Bifidobacterium bifidum №4, поскольку сравнительное изучение биохимической активности бифидобактерий в обезжиренном молоке не выявило существенных различий между штаммами.

Таблица 3.21 – Влияние молочнокислых бактерий на активность развития бифидобактерий в обезжиренном молоке

Соотношение культур в составе закваски, %	Время образования сгустка, ч.	Количество клеток, ln КОЕ/см3
		Bf	LcL	LbA
Bf –4,0 Lc – 0,5 LbA –0,5	14,5±0,4	19,70±0,11	19,75±0,06	19,38±0,05
Bf –3,5 Lc – 0,5 LbA – 1,0	8,5±0,5	18,59±0,09	19,55±0,11	19,73±0,11
Bf –3,5 LcL -1,0 LbA –0,5	13,8±0,4	19,50±0,10	19,83±0,11	19,45±0,07
Bf –3,0 Lc – 1,0 LbA –1,0	7,5±0,2	18,51±0,06	19,67±0,10	19,67±0,06
Bf –4,0 Lc –0,75 LbA –0,25	16,5±0,3	19,63±0,11	19,76±0,07	19,16±0,10
Bf – 5	21,0±1,0	19,25±0,10	–	–

3.3.2 Влияние технологических факторов на свойства молочно-белковой основы

Для получения кисломолочной пасты с пробиотическими свойствами, обладающей повышенной биологической ценностью при сравнительно низкой калорийности, в качестве основного молочного сырья предусматривается использование обезжиренного молока.

Изучение влияния способа коагуляции белков молока на структурно-механические, микробиологические и органолептические свойства молочно-белковой основы показало, что для производства продукта с повышенным содержанием бифидобактерий целесообразно использование кислотного способа коагуляции (таблица 3.22).

Установлены зависимости изменения влагоудерживающей способности сгустка (у₁, процент выделившейся сыворотки при центрифугировании), эффективной вязкости (у₂, Па·с), массовой доли влаги (у₃, %) и органолептических показателей (у₄, балл) молочно-белковой основы продукта от температуры пастеризации обезжиренного молока (76≤х₁≤92, °С) и кислотности сгустка (75≤х₂≤115, °Т):

у₁=193,8326-3,0125х₁+0,4692х₂-0,0135х₁²-0,0031х₂² ;

у₂= 18182,99-172,92х₁+32,25х₂+0,83х₁²-0,39х₂² ;

у₃=1,3531х₁+0,1975х₂-0,007х₁²-0,00075х₂² ;

у₄=0,052х₂-0,0004х₂².

Таблица 3.22 – Влияние способа коагуляции белков на процесс сквашивания

Параметр	Способ коагуляции белков молока
	Кислотный	Кислотно-сычужный
Титруемая кислотность, ̊Τ	75,00±3,00	65,00±2,00
Активная кислотность, ед. pH	4,70±0,01	4,90±0,02
Продолжительность сквашивания, ч	10,50±0,40	7,50±0,50
Количество жизнеспособных клеток бифидобактерий, lg КОЕ/см3	8,52±0,10	8,15±0,20
Количество жизнеспособных клеток лактококков, lg КОЕ/см3	8,60±0,10	8,43±0,10
Количество жизнеспособных клеток ацидофильной палочки, lg КОЕ/см3	8,48±0,20	8,30±0,20

Анализ опытных данных показал, что для получения молочно-белковой основы с нежной кремообразной консистенцией, чистым кисломолочным вкусом и запахом целесообразно использовать температуру пастеризации (86±2) °С с выдержкой 20 секунд и сквашивать сгусток до кислотности (80±2) °Т.

3.3.3 Использование нанофильтрационного концентрата творожной сыворотки в рецептуре продукта

Для повышения биологической ценности продукта предусматривается его обогащение (НФ-концентратом) творожной сыворотки (таблица3.2).

Внесение НФ-концентрата в количестве 10-30 % положительно сказывается на вкусе, запахе и консистенции продукта (рисунок 3.12).

При внесении концентрата более 30 % в продукте появляются излишне кислый вкус и запах, связанные, по-видимому, с высокой кислотностью концентрата.

Рисунок 3.12 – Влияние на органолептические показатели продукта массовой доли нанофильтрационного концентрата творожной сыворотки:

1 – 0 %; 2 – 10 %; 3 – 20 %; 4 – 30 %; 5 – 40 %; 6 – 50 %

С целью обогащения углеводного, витаминного, минерального состава продукта и улучшения его вкусовых качеств предусматривается использование плодово-ягодных добавок (облепихи, клюквы и брусники, протертых с сахаром).

Проведено определение рациональной доли внесения НФ-концентрата с учетом использования плодово-ягодного наполнителя. В качестве примера приведено уравнение регрессии, отражающее зависимость изменения органолептических показателей (у₁, балл) от доли нанофильрационного концентрата (10≤х₁≤50, %) и доли наполнителя (12 ≤ х₂ ≤ 24, %) на примере облепихи, протертой с сахаром:

у₁= — 9,8194 +0,4416 х₁–0,00708х₁²+1,7361х₂-0,0439х₂².

Анализ поверхности отклика и контурного графика для выходного параметра (рисунок 3.13) свидетельствует, что лучшие органолептические показатели продукта достигаются при внесении НФ-концентрата творожной сыворотки в количестве 28-33 % и плодово-ягодного наполнителя – 18-20 %.

Рисунок 3.13 – Поверхность отклика зависимости органолептической оценки пасты от доли НФ-концентрата творожной сыворотки и наполнителя

3.4 Создание рецептуры кисломолочного продукта протеинового профиля с гидролизатом сывороточных белков молока и пищевым волокном

3.4.1 Обоснование компонентного состава кисломолочного продукта протеинового профиля с гидролизатом сывороточных белков молока и пищевым волокном

В правильном и сбалансированном питании важную роль играют функциональные и специализированные продукты. В качестве функционального компонента предлагаем использование гидролизата сывороточных белков молока (ГСБ). Белки молочной сыворотки обладают наиболее высокой биологической ценностью, а ферментативный гидролиз пептидных связей заметно улучшает их функциональные свойства. Данный ГСБ отличается значительной степенью гидролиза, около 60% всех пептидных связей. В результате чего содержание свободных аминокислот, в том числе незаменимых, достигает 33%. Как известно, свободные аминокислоты легко всасываются через кишечную стенку и активно используется организмом человека на свои нужды. Поэтому внесение ГСБ не только повышает общее содержание белка, но и существенно улучшает биологическую ценность готового продукта.

Ранее при разработке нового кисломолочного продукта, обогащенного гидролизатом сывороточных белков, нами установлена максимально допустимая доза ГСБ – 1-3% [130]. Также выяснено, что в присутствии ГСБ отдельные монокультуры заквасочных микроорганизмов, как правило, не обеспечивают формирование кисломолочных сгустков желаемой консистенции, несмотря на достижение нужной активной кислотности и численности клеток [131]. Следовательно, функциональные свойства пробиотического продукта обеспечиваются, но возникают сложности в формировании структуры продукта.

Среди пороков консистенции, которые проявляются при сквашивании молочной основы в присутствии ГСБ, чаще всего наблюдается интенсивное отделение сыворотки, особенно при использовании в качестве сырья обезжиренного молока. Процесс синерезиса – нежелательное явление в производстве кисломолочных продуктов. Одним из способов стабилизации структуры является применение пищевых волокон. В работе исследуется возможность использования натурального цитрусового диетического волокна Citri-Fi. Известны технологии использования данного волокна в производстве ряда молочных продуктов [132-134]. Однако данных о применении пищевых волокон в присутствии ГСБ нет.

Для получения продукта с хорошими потребительскими свойствами необходимо установить оптимальное количество внесения гидролизата сывороточных белков, пищевого волокна, а так же состав молочной основы. Цель исследования состоит в том, чтобы оптимизировать состав кисломолочного продукта с учетом влияния технологических факторов.

Построение модели процесса с учетом всех факторов проведено с применением полного факторного эксперимента.

Ранее проведены серии экспериментов и проанализированы литературные данные и на основании их определено три фактора: массовая доля пищевого волокна (х₁), массовая доля пахты в составе молочной смеси (х₂) и массовая доля гидролизата сывороточных белков (х₃), которые непосредственно имеют влияние на органолептические, физико-химические и микробиологические свойства продукта.

В качестве выходных параметров были взяты: органолептические показатели (общий балл), органолептические показатели (консистенция), кислотность продукта, массовая доля белка, количество молочнокислых микроорганизмов, количество пробиотической микрофлоры.

Для оптимизации обработки данных проведено ранжирование выходных параметров методом анкетирования экспертов-дегустаторов для выявления самого значимого. В исследовании для оценки достоверности определены весовые коэффициенты, именуемые иначе показатели значимости, по методу Ранга [135]. Экспертами оценены выходные параметры в зависимости от их важности. Наименее важный, на их взгляд, показатель получал 1 балл. Следующий, наименее важный показатель – 2 балла и т.д. По итогам анкетирования получили результаты, приведенные в таблице 3.23.

Таблица 3.23. Матрица рангов выходных параметров

Выходной параметр	Эксперт					Суммы рангов j-го показателя (ΣGij)	Весовой коэффициент (gj)
	1	2	3	4	5
Органолептические показатели (общий балл)	6	6	5	6	5	28	0,27
Органолептические показатели (консистенция)	5	4	6	5	6	26	0,25
Кислотность продукта	2	2	2	3	1	10	0,09
Массовая доля белка	4	5	4	4	4	21	0,20
Количество молочнокислых микроорганизмов	1	1	1	1	2	6	0,06
Количество пробиотической микрофлоры	3	3	3	2	3	14	0,13
					Σ =	105	1

Из таблицы 3.23 видно, что наиболее значимым оказался выходной параметр «органолептические показатели (общий балл)», так как его весовой коэффициент наибольший – 0,27, наименее значимый параметр – количество молочнокислых микроорганизмов. Так как выходные параметры «органолептические показатели (общий балл)» и «органолептические показатели (консистенция)» имеют весовые коэффициенты с незначительной разницей, то в дальнейших исследованиях решено использовать оба.

Выходные параметры:

y₁ – органолептические показатели (общий балл);

y₂ – органолептические показатели (консистенция).

Область определения факторов устанавливается согласно ранее проведенных исследований и рекомендаций производителя. Схема полного факторного эксперимента предусматривает одновременное варьирование всех исследуемых факторов на двух уровнях: верхнем (Max), имеющем максимальное значение рассматриваемого фактора и нижнем (Min), соответствующем минимальному значению фактора. Интервалы изменения факторов в эксперименте представлены в таблице 3.24.

Таблица 3.24 − Интервалы варьирования факторов в эксперименте

Факторы	Уровни
	Min (-1), %	Max (+1), %
X1	0,1	0,5
X2	0	100
X3	1	3

Матрица планирования полнофакторного эксперимента типа с эффектом взаимодействия первого порядка приведена в таблице 3.25.

Таблица 3.25 − Матрица планирования полнофакторного эксперимента типа с эффектом взаимодействия первого порядка

Номер опыта, N	Порядок варьирования факторов
	x1	x2	x3	x1x2	x1x3	x2x3	x1x2 x3
1	+	+	+	+	+	+	+
2	−	+	+	−	−	+	−
3	+	−	+	−	+	−	−
4	−	−	+	+	−	−	+
5	+	+	−	+	−	−	−
6	−	+	−	−	+	−	+
7	+	−	−	−	−	+	+
8	−	−	−	+	+	+	−

С учетом всех найденных коэффициентов основное уравнение регрессии для полного факторного эксперимента будет выглядеть следующим образом:

После проверки значимости коэффициентов регрессии с использованием критерия Стьюдента коэффициенты х₁, х₁₂, х₁₃, х₂₃ и х₁₂₃ являются незначимыми, их исключаем. Уравнение регрессии примет вид:

Адекватность модели в целом определяли по критерию Фишера, а так же построением диаграмм рассеяния. На рисунке 3.14 представлены диаграммы рассеяния экспериментальных и расчетных значений выходных параметров y₁ и y₂. Критерий Фишера для переменной y₁ составляет 0,067, для y₂ – 1,0.

а)

б)

Рисунок 3.14 – Диаграммы рассеяния экспериментальных и расчетных значений

а – для выходного параметра y₁; б – для выходного параметра y₂

По итогам проведения дисперсионного анализа подтверждается адекватность полученных моделей.

Анализ полученных зависимостей показал, что органолептические показатели (общий балл) больше зависят от массовой доли гидролизата сывороточных белков и доли пахты в молочной основе. В частности на консистенцию большее влияние имеет массовая доля волокна и ГСБ. На органолептические показатели наименьшее влияние имеет массовая доля пахты в молочной смеси.

В результате дисперсионного анализа установлен компонентный состав продукта, обеспечивающий лучшие органолептические свойства. Использование ГСБ допустимо в пределах от 1 % до 3 %, пищевого волокна от 0,1 % до 0,5 %, при условии увеличения содержания пищевого волокна по мере возрастания массовой доли ГСБ. Молочная основа может представлять собой пахту или обезжиренное молоко, а также их смеси в соотношении 1:1.

3.4.2 Исследование физико-химических свойств кисломолочного продукта протеинового профиля с гидролизатом сывороточных белков молока и пищевым волокном

Для приготовления контрольных образцов продукта использовали молочную основу (пахту, обезжиренное молоко, смесь пахты и обезжиренного молока в соотношении 1:1), предварительно в ней растворяли гидролизат сывороточных белков (массовая доля внесения ГСБ составляла
0 %, 1 %, 2 % и 3 %), пастеризовали, охлаждали, сквашивали заквасочными культурами при температуре 38±1 °С в течение 5-6 часов. Режимы соответствовали выбранной заквасочной микрофлоре, состоящей из культур термофильного стрептококка, ацидофильной палочки и бифидобактерий. Опытные образцы были приготовлены по аналогии с контрольными, но до пастеризации в молочную основу с ГСБ вносили пищевое волокно в количестве 0,1 % от массы образца.

Внесение ГСБ и волокна в молочную основу повышало содержание сухих веществ в кисломолочных сгустках, как показано на рисунке 3.15.

Рисунок 3.15 – Зависимость массовой доли СОМО в сгустках от внесения ГСБ и волокна в разные молочной основы

При добавлении пищевого волокна в количестве 0,1 % от массы молочного сырья увеличение СОМО в пахте составило 0,44 %, в обезжиренном молоке − 0,2 %, а в молочном сырье, представляющем смесь пахты и обезжиренного молока в соотношении 1:1 – 0,36 %. При добавлении ГСБ в количестве 3% увеличение СОМО составило более 2 %. Увеличение общего содержания сухих веществ приводило к формированию более плотного кисломолочного сгустка, и снижению отделения сыворотки.

При первоначальной визуальной оценке всех образцов выявлено значительное отделение сыворотки в контрольных вариантах. В опытных образцах явление синерезиса отчетливо проявилось только в сгустках, полученных на основе обезжиренного молока. В целом консистенция образцов с волокном была более густой и однородной, без расслоения.

На рисунке 3.16 приведены средние показатели интенсивности синерезиса в контрольных и опытных образцах, количественно определяемые, как процент сыворотки отделившейся от общего объема пробы, взятой для центрифугирования.

Из графиков на рисунке 3.16 видно, что присутствие ГСБ значительно снижает объем выделившейся сыворотки в среднем на 20 % при увеличении дозы внесения от 1 % до 3 %. Также заметно, что внесение пищевого волокна снижает интенсивность синерезиса во всех опытных вариантах примерно на 20-25 %, значительно улучшая влагоудерживающие свойства молочных сгустков.

Установлено, что синеретическая способность сгустков во многом зависит от выбранной молочной основы. Во всех вариантах, и контрольных и опытных, использование пахты обеспечивает наименьший уровень синерезиса молочного сгустка после сквашивания по сравнению со сгустками на основе обезжиренного молока. Сочетание обезжиренного молока и пахты дает средний уровень синеретической способности сгустков.

Полученные результаты свидетельствуют об эффекте аддитивности при сочетании ГСБ и волокна Citri-Fi. На основании этого можно предположить, что присутствие в продукте ГСБ и волокна, с учетом выбора заквасочных культур, грамотном ведении технологического процесса, сведет уровень синерезиса к минимуму.

Результаты выполненных исследований позволили разработать рецептуру кисломолочного продукта (таблица 3.26) и создали предпосылки для разработки технологических режимов производства.

Таблица 3.26 – Пример рецептур кисломолочного продукта с ГСБ и пищевым волокном (в кг на 1000 кг продукта без учета потерь)

Наименование сырья	Норма для рецептур, кг
	1	2	3
Рецептура 1
Молоко обезжиренное	989	–	494,5
Пахта	–	989	494,5
ГСБ	10	10	10
Пищевое волокно	1	1	1
Рецептура 2
Молоко обезжиренное	965	–	482,5
Пахта	–	965	482,5
ГСБ	30	30	30
Пищевое волокно	5	5	5

Полученные результаты свидетельствуют о положительном влиянии сочетания ГСБ и волокна Citri-Fi на консистенцию продукта. На основании этого можно предположить, что присутствие в продукте ГСБ и волокна, с учетом выбора доз внесения, грамотном ведении технологического процесса, сведет уровень синерезиса к минимуму.

3.5 Выбор и обоснование компонентного состава сквашенного функционального продукта, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами

В качестве молочной основы для производства сквашенного продукта используется смесь обезжиренного молока и пахты. Такой выбор обусловлен следующими преимуществами: переработка вторичного молочного сырья (рациональное использование), низкое содержание жира (диетические свойства), экономическая целесообразность.

Принимая во внимание политику импортозамещения, широко реализуемую в настоящее время в стране, в качестве функциональных компонентов необходимо выбрать сырье, производимое на территории нашей страны [138]. Вологодская область − исторический центр льноводства, здесь сохранены многовековые традиции отрасли, полный комплекс предприятий по глубокой переработке льна − «от поля до прилавка» [139].

В состав проектируемого продукта предлагается включить льняную муку, и льняное масло в качестве функциональных добавок растительного происхождения. Льняная мука – продукт помола семян льна после отделения от него масла. Это ценнейший источник белка, жира, витаминов и минеральных веществ. Пищевые волокна льняной муки представляют собой оболочки клеток семян, состоят из полисахаридов, крахмалов и лигнинов. Соотношение растворимых и нерастворимых волокон варьируется в пределах от 1:4 до 2:3, что соответствует потребностям человека [140]. Нерастворимая фракция волокон состоит из клетчатки и сложных полимерных соединений (лигнаны), которые как и пектиновые вещества, являются природными полимерами, обладают связывающими свойствами, что позволяет удерживать на своей поверхности токсины, болезнетворные бактерии, ионы металлов и выводить их из организма человека. Водорастворимой фракцией волокон являются слизистые вещества [141].

Высокое содержание ненасыщенных жирных кислот в льняном масле: 44-61 % линоленовой (ω-3), 15-30 % линолевой (ω-6), 13-29 % олеиновой (ω-9) обусловливает его использование в качестве их источника. Масло льна содержит значительное количество токоферолов, фолиевой кислоты и эстрогеноподобных фитогормонов (лигнанов) [142].

В качестве стабилизатора при производстве сквашенного продукта использован хитозан, способный образовывать стойкие гели, в том числе в молочном сырье, что положено в основу производства пудингов, муссов, желе. Хитозан биоразрушаем до обычных для организма веществ
(N-ацетилглюкозамин или глюкозамин), обладает иммуномодулирующим, противомикробным, фунгистатическим, противоопухолевым, радиозащитным, противовоспалительным, ранозаживляющим, антихолестерическим, гемостатическим действием и при этом он малотоксичен [143, 144].

Для производства сквашенного продукта использовалась закваска для кисломолочных продуктов БК-Углич-СТБв, состоящая из Streptococcus salivarus subsp. thermofhilus (StST), Lactobacillus delbrueski subspecies bulgaricus (йогуртовая закваска) (LbDB).

Эти микроорганизмы растут взаимосвязано и производят молочную кислоту как конечный продукт сквашивания молока в анаэробных условиях. Streptococcus salivarus subsp. thermofhilus в основном отвечает за производство кислоты, в то время как Lactobacillus delbrueski subspecies bulgaricus придает сквашенному продукту своеобразный аромат. На взаимодействие между двумя типами бактерий влияют количество каждого внесенного типа, а также температура и время сквашивания. В работе применяли закваску, содержащую оба вида микроорганизмов, в соотношении 4:1 [145].

В настоящее время есть возможность использования закваски для производства сквашенных продуктов в разных формах. Это могут быть как сублимированные (для размножения закваски) или концентрированные сублимированные (замороженные) культуры для размножения молочной закваски, так и суперконцентрированные для непосредственного внесения в продукт. Для производства продукта в промышленных условиях рекомендуется к использованию закваска прямого внесения, так как заквашивание нормализованной смеси таким образом позволит избежать влияния большинства опасных факторов, действующих на этом технологическом этапе. При выработках продукта в лабораторных условиях использовалась производственная закваска этого же видового состава.

3.5.1 Подбор дозы компонентов в составе сквашенного функционального продукта, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами

Выбор соотношения компонентов молочной основы осуществлялся на основании оценки динамики процесса сквашивания и органолептической оценки сгустков, а именно консистенции.

На начальном этапе исследований было установлено наилучшее соотношение обезжиренного молока и пахты. Для этого были исследованы 3 варианта соотношений обезжиренного молока и пахты – 2:1, 1:1 и 1:2 соответственно [146].

При выборе количественного состава молочной основы руководствовались свойствами сгустков, полученных при сквашивании молочной основы, составленной в указанных пропорциях, молочнокислыми микроорганизмами Streptococcus salivarus subsp. thermofhilus и Lactobacillus delbrueski subspecies bulgaricus, взятыми в соотношении 4:1.

Для выявления наилучшего варианта молочной основы был исследован процесс сквашивания. Заквашивание производили производственной закваской, взятой в количестве 5 % от массы молочной основы, термическая обработка которой проводилась при температуре (92±2) ^оС в течение 10 минут.

При проведении органолептической оценки полученных сгустков существенной разницы обнаружено не было. При анализе процесса сквашивания отмечено, что наиболее интенсивный прирост титруемой кислотности наблюдался в образце молочной основы, содержащей обезжиренное молоко и пахту в соотношении 1:2. В этом образце (№ 3) предполагаемая кислотность продукта (80 ^оТ) была достигнута при сквашивании в течение 3 часов, в то время как в образцах №2 и №1 только по истечении 3,5 и 4 часов соответственно. Динамика кислотности, представлена на рисунке 3.17.

Рисунок 3.17 – Динамика кислотности в процессе сквашивания образцов на молочной основе состоящей из обезжиренного молока и пахты взятых в соотношении: 1 – 2:1, 2 – 1:1, 3 – 1:2

При выборе количества вносимых льняной муки и льняного масла руководствовались априорной информацией, на основании которой был выбран интервал внесения льняной муки от 1 до 5 % от массы продукта, а льняного масла 5 % [147]. Процесс производства включал в себя следующие этапы: составление молочной основы, внесение льняной муки, льняного масла, стабилизатора и диспергирование полученной смеси. Пастеризацию проводили при температуре (92+2) ^оС с выдержкой 10 мин, после чего охлаждали до 40 ^оС.

Заквашивание и сквашивание проводили с применением производственной закваски, взятой в количестве 5% от массы смеси при температуре 38-40 ^оС, до кислотности сгустка 75-80 ^оТ. В результате анализа полученных данных установили, что при внесении 1 % и 2 % льняной муки сквашенный продукт имел жидкую консистенцию, что не согласуется с ожидаемым результатом; в случае введения 4 % и 5 % муки был получен продукт с вязкой, малотекучей консистенцией, сгусток не разрушался при взбалтывании, что не позволяет отнести продукт к напиткам; при внесении 3 % муки консистенция характеризовалась как в меру вязкая, однородная. Органолептические характеристики представлены в таблице 3.27.

Таблица 3.27 – Органолептическая характеристика сгустков, полученных при сквашивании молочной основы с добавлением различной дозы льняной муки

Массовая доля льняной муки, %	Внешний вид и консистенция	Запах и вкус	Цвет
1	Однородная, жидкая, с единичными комочками	Чистый кисломолочный	Белый
2		Кисломолочный со слабым привкусом льняной муки	Белый с кремовым оттенком
3	Однородная, в меру вязкая, текучая, сгусток разрушается при встряхивании	Кисломолочный с привкусом льняной муки, слегка сладковатый	Светло-кремовый
4	Однородная, вязкая, малотекучая, сгусток не разрушается при встряхивании	Кисломолочный с выраженным привкусом льняной муки, сладковатый	Светло-кремовый
5			Кремовый

Экспериментально доказано, что количество вносимого наполнителя не оказывает существенного влияния на кислотность готового продукта. Для этого в образцах продукта, изготовленного с добавлением 5 % льняного масла и различным содержанием льняной муки (от 1 до 5 %), и без их добавления (контроль) была определена титруемая кислотность. Кислотность всех исследованных образцов, включая контроль, находилась в диапазоне 80-85°Т [148].

Таким образом была выбрана доза внесения льняной муки в диапазоне от 1 до 3%. Однако, принимая во внимание рекомендации ФАО ВОЗ в отношении минимально необходимого количества пищевых волокон, поступающих ежедневно в организм человека было принято решение выбрать дозу муки в составе продукта равной 3 %, с целью увеличения содержания пищевых волокон в продукте.

3.5.2 Обоснование вида и количества стабилизатора, вносимого в сквашенный функциональный продукт, обогащенный полиненасыщенными жирными кислотами

При выборе стабилизатора оценивались органолептические и реологические свойства полученных сгустков. Массовая доля стабилизаторов составила 0,7% в соответствии с рекомендациями производителей и литературными данными [149].

Органолептические характеристики сгустков, полученных с применением различных стабилизаторов представлены в таблице 3.28.

Таблица 3.28 ‒ Органолептическая характеристика сгустков, полученных с использованием различных стабилизаторов

Показатель	Образец продукта, полученный со стабилизатором
	хамульсион QNA	стабилизатор VB-3	хитозан
Внешний вид и консистенция	Однородная, незначительный отстой жира, с частицами льняной муки. Отделение сыворотки 1 см3	Неоднородная жидкообразная система с выраженным осадком и слоем отделившейся сыворотки (5 см3)	Однородная, с частицами льняной муки. Отделение сыворотки 0,2 см3
Вкус и запах	Чистый, кисломолочный. Вкус мягкий, освежающий слегка сладковатый
Цвет	Кремовый равномерный по всей массе

На основании результатов органолептической оценки наилучшими были признаны образцы с использованием стабилизатора хитозан. Консистенция данных образцов была однородной с ненарушенным сгустком. В то время как в образцах с использованием других стабилизаторов наблюдалось значительное отделение сыворотки и осадок.

При исследовании образцов с помощью ротационного вискозиметра марки Реотест 2.1 и последующей обработке результатов были построены графики течения образцов продукта, представленные на рисунке 3.18.

Рисунок 3.18 – Зависимость эффективной вязкости от скорости сдвига в образцах с внесением различных стабилизаторов:

1 – стабилизатор QNA, 2 – стабилизатор VB-3, 3 – стабилизатор Хитозан

Для описания полученных зависимостей зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига было использовано степенное уравнение Оствальда де Ваале. Обработка полученных результатов позволила выявить зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига, представленные в таблице 3.29.

Таблица 3.29 ‒ Уравнения зависимости эффективной вязкости сквашенных продуктов с льняной мукой от скорости сдвига

№ образца	Модель	Коэффициент коррелляции
1	ηэф = 62,581 ∙ γ -0,394	0,9989
2	ηэф = 81,034 ∙ γ -0,535	0,9885
3	ηэф = 68,611 ∙ γ -0,395	0,9984

На основании полученных данных можно сделать о том, что наибольшей вязкостью обладает образец №2, однако и темп разрушения структуры этого образца максимальный, что свидетельствует о низкой прочности его структуры. Наиболее низкая начальная вязкость отмечена у образца номер 2. Вязкость образца номер 3 находится примерно на одном уровне с показателем первого образца, при этом темп разрушения структуры 3 образца ниже чем первого, что характеризует его структуру как более прочную и оказывающую большее сопротивление разрушению.

Таким образом, наилучшее стабилизирующее действие в условиях данной системы было выявлено у хитозана, на основании этого он выбран в качестве стабилизатора при производстве продукта.

Для уточнения дозы внесения хитозана в продукт были произведены образцы продукта, содержащие хитозан в количестве от 0,2 % до 1 % от массы продукта, а именно 0,2 %; 0,4 %; 0,7 % и 1%, что соответствует рекомендациям по применению хитозана в качестве стабилизатора [150]. В полученных образцах были исследованы органолептические и реологические характеристики, кривые течения представлены на рисунке 3.19.

Рисунок 3.19 – Зависимость эффективной вязкости от скорости сдвига

в образцах с внесением различных дозы хитозана:

1 – 0,2%, 2 – 0,4%, 3 – 0,7%, 4 – 1%.

При проведении оценки органолептических свойств образцов продукта с массовой долей хитозана 0,2 % и 0,4 % было отмечено значительное расслоение образцов, поэтому указанные дозировки стабилизатора не рекомендуются для применения в технологии разрабатываемого продукта. В образцах содержащих 0,7 % и 1% хитозана отмечены плотные сгустки, в образце номер 3 отмечен незначительный синерезис.

На основании исследования эффективной вязкости образцов номер 3 и 4, содержащих 0,7 % и 1 % хитозана соответственно, можно заключить, что их эффективные вязкости имеют близкие значения. При снижении массовой доли хитозана до 0,4 % и 0,2 % от массы продукта эффективная вязкость снижается значительно, что свидетельствует о неудовлетворительной стабилизирующей функции хитозана в этих дозировках.

На основании полученных результатов установлена массовая доля стабилизатора 0,7 %. Рецептура на продукт представлена в таблице 3.30.

Таблица 3.30 ‒ Рецептура сквашенного функционального продукта, обогащенного ПНЖК

Компонент	Масса, кг
Пахта	619,2
Обезжиренное молоко	305,0
Масло льняное	46,2
Мука льняная	27,7
стабилизатор	1,9
Закваска DVS	–
Итого	1000

В лабораторных условиях были получены образцы продукта, произведенного по представленной в таблице 3.30 рецептуре, и исследованы их органолептические и физико-химические показатели качества.

Органолептические показатели качества сквашенного функционального продукта, обогащенного ПНЖК, представлены в таблице 3.31.

Таблица 3.31 ‒ Органолептические характеристики сквашенного функционального продукта, обогащенного ПНЖК

Наименование показателя	Характеристика
Внешний вид и консистенция	Однородная, с частицами льняной муки. Допускается незначительный осадок при хранении
Вкус и запах	Чистый, кисломолочный. Вкус мягкий, освежающий слегка сладковатый
Цвет	Кремовый равномерный по всей массе

Физико-химические характеристики приведены в таблице 3.32.

Таблица 3.32 ‒ Физико-химические показатели сквашенного функционального продукта, обогащенного ПНЖК

Наименование показателя	Норма
Массовая доля жира, %, не более	5,5±0,01
в т.ч. молочного жира,%, не более	0,5±0,01
Массовая доля белка, %, не менее	3,5±0,02
Массовая доля сухих веществ, %, не менее	11,5±0,02
Кислотность, °Т	85±1,80
Фосфатаза или пероксидаза	Отсутствует

3.6 Подбор ингредиентов рецептуры углеводно-белкового десерта функционального назначения для питания спортсменов

По запросам на сайтах спортивного питания самыми востребованными у спортивной аудитории являются белково-углеводные и углеводно-белковые продукты [151, 152]. Хотя перечень товаров такого рода, имеющихся в продаже достаточно большой, многие продукты имеют недостатки ингредиентного состава, что сказывается на пищевой и энергетической ценности продукта. В частности, распространенным недостатком продуктов белково-углеводного профиля является наличие в их составе биологически неполноценных белков. Следовательно, разработка углеводно-белкового продукта, готового к употреблению, содержащего биологически полноценные белки и легко усваиваемые углеводы молочного происхождения, представляется актуальной.

Углеводно-белковые продукты рекомендуются спортсменам в посттренировочный период для восполнения затраченных метаболитов. После любой физической нагрузки организм спортсмена нуждается не только в нутриентах, но и испытывает гипоксические состояния. Поэтому обогащенные кислородом продукты, например углеводно-белковый десерт на основе творожной сыворотки, целесообразно использовать для пополнения углеводных запасов и для устранения дефицита кислорода непосредственно после физических упражнений.

3.6.1 Выбор ингредиентов с учетом поверхностно активных свойств сырья

В переработке молочной сыворотки сложилось довольно устойчивое противоречие: с одной стороны, сыворотка – это биологически ценное пищевое сырье, с другой стороны, цельная сыворотка перерабатывается далеко не в полном объеме. В связи с этим любые варианты использования сыворотки в пищевых целях приветствуются, и расширение ассортимента продуктов с использованием сыворотки для улучшения макро- и микронутриентного состава, потребительских свойств – один из путей решения создавшегося противоречия.

С целью улучшения пищевой и биологической ценности сыворотку обогащали ГСБ в количестве от 1 % до 3 %, что было выяснено в более ранних исследованиях [153]. Для устранения сывороточного привкуса при разработке основы десерта использованы различные сочетания творожной сыворотки и фруктово-ягодного пюре.

Основные способы получения взбитых продуктов – это насыщение газом и механическое воздействие. Нарушение поверхности раздела жидкой фазы механическим воздействием или насыщением газом создают градиенты поверхностного натяжения, необходимые для образования пены. В пищевых технологиях наибольшее распространение получили способы взбивания.

Как известно, молочные белки обладают достаточно высокой структурной гибкостью, поскольку их молекулы могут раскручиваться из-за слабой спирализации, как например, у β-казеина, или дестабилизации дисульфидных связей в сывороточных белках, а также по причине различных внешних воздействий [154, 155]. Поверхностное натяжение и вязкость могут косвенно характеризовать пенообразующие свойства сырья. Полученные данные этих показателей сыворотки творожной (таблица 3.33) были сопоставимы с литературными [101].

Таблица 3.33 – Поверхностно-активные свойства сыворотки творожной

Показатели	Данные
	Литературные	Экспериментальные
Условная вязкость (η), мПа∙с	1,10	1,30-1,45
Поверхностное натяжение (ϭ), мН/м	51-52	48,94-53,21

Результаты определения вязкости и поверхностного натяжения сыворотки с ГСБ показаны в таблице 3.34.

Из данных таблицы 3.34 видно, что при внесении от 1 % до 3 % ГСБ ощутимого изменения поверхностного натяжения сыворотки не наблюдалось, и можно говорить лишь о тенденции увеличения вязкости. Визуальные отличия полученных пен представлены в таблице 3.35.

Таблица 3.34 – Влияние ГСБ на вязкость и поверхностное натяжение сыворотки творожной

Массовая доля ГСБ, %	Условная вязкость (η), мПа∙с	Поверхностное натяжение (ϭ), мН/м
0,0	1,38±0,04	51,37±0,75
1,0	1,39±0,03	51,04±0,84
2,0	1,42±0,02	50,87±0,91
3,0	1,41±0,01	51,07±0,82

Таблица 3.35 – Органолептические показатели пен, полученных взбиванием

Модельная система	Массовая доля ФПИ, %	Визуальная оценка консистенции
Сыворотка (контроль)	0,0	Однородная, крупнодисперсная, мгновенно опадающая
Сыворотка + ГСБ	1,0	Однородная, крупнодисперсная, быстро опадающая
	2,0	Однородная, крупнодисперсная быстро опадающая
	3,0	Однородная, крупнодисперсная, быстро опадающая

По этим данным видно, что в сыворотке без ГСБ быстрое гашение пены происходило из-за того, что дисперсионная среда между воздушными пузырьками быстро стекала вниз вместе с поверхностью раздела вследствие недостаточной поверхностной активности белков. В образцах с ГСБ скорость разрушения пены была меньше, чем в контроле, что указывает на проявление поверхностно активных свойств, хотя устойчивость этих пен была недостаточной.

Экспериментальные данные исследования пенообразования сыворотки с ГСБ представлены в таблице 3.36. Очевидно, что ГСБ улучшает пенообразующие способности сыворотки, поскольку анализ результатов показал, что объем образованной пены в присутствии данного ФПИ явно больше, чем в контроле.

Отсутствие отрицательного влияния данного ГСБ на способность к пенообразованию можно считать положительным моментом, поскольку есть информация, что «обширный гидролиз ухудшает пенообразующие свойства белков из-за неспособности низкомолекулярных пептидов образовывать на границе раздела фаз когезионные пленки» [156]. В случае данного ГСБ, несмотря на значительную глубину гидролиза, преобладающим фактором в плане пенообразующих свойств, вероятно, стала гидрофобность пептидов, благодаря которой обеспечивается высокая скорость адсорбции пептидов к границе раздела фаз, на что указывают показатели вспенивания.

Таблица 3.36– Исследование пенообразующих свойств сыворотки с добавками ГСБ и ХС

Модельная система	Массовая доля ГСБ, %	Показатель вспенивания, %	Коэффициент устойчивости, мин/см3	Кратность	Пеностойкость, мин
Сыворотка (контроль)	0,0	3,0±0,1	0,05±0,01	4,0±0,1	0,10±0,01
Сыворотка + ГСБ	1,0	4,0±0,1	0,10±0,01	5,0±0,1	2,05±0,01
	2,0	4,0±0,1	0,09±0,01	5,0±0,1	2,10±0,02
	3,0	7,0±0,1	0,11±0,01	8,0±0,1	2,10±0,04

Как видно из таблицы 3.36, показатель вспенивания сыворотки с ГСБ колеблется от 4,0 до 7,0. Это больше, чем в контроле – 3,0. В целом эта тенденция справедлива и для других показателей, описывающих пенообразующие свойства, а также для показателей, характеризующих стойкость пен. Такой показатель, как кратность, заметно лучше в образцах с ГСБ.

Нестабильность пены в сыворотке-контроле обусловлена быстрым дренированием дисперсионной среды между пузырьками (из-за недостаточной поверхностной активности сывороточных белков) и коалесценцией пузырьков (из-за недостаточной прочности образованных пленок между ними). Для повышения устойчивости пены в присутствии сывороточных белков требуются дополнительные стабилизаторы.

Для установления рациональной дозы гидроколлоида в рецептуре, опираясь на данные других авторов [157], проведена серия опытов с различной концентрацией НПС. Интервал варьирования добавки НПС составил от 0,2 % до 0,6 %. Наполнители растворяли в смеси сыворотки с фруктово-ягодным пюре при комнатной температуре и непрерывном помешивании и пастеризовали при (90±2) ^оС в течение 5 минут. Далее образцы охлаждали, выдерживали при температуре (4±2) ^оС в течение 10 суток.

После выдержки при температуре (4±2) ^оС образцы взбивали в цилиндре при скорости вращения мешалки 10 000 об/мин. Получаемые пены анализировали органолептически и визуально. Результаты представлены в таблице 3.37. В опытные образцы вносили НПС, как указано в таблице 3.37. Контролем служила основа из сыворотки и ГСБ в количестве 3 % от объема сыворотки, но без добавленных НПС.

Установлено, что данные гидроколлоиды не влияют на вкус и цвет образцов, но способствуют формированию пенной структуры.

Таблица 3.37 – Органолептические показатели пен углеводно-белкового десерта на основе творожной сыворотки

НПС в основе		Визуальная оценка консистенции
название	массовая доля в основе, %
ВЭП	0,2	Однородная, крупнодисперсная, быстро опадающая
ВЭП	0,6	Однородная, мелкодисперсная, устойчивая
КРД	0,2	Однородная, крупнодисперсная быстро опадающая
КРД	0,6	Однородная, мелкодисперсная, устойчивая
КРД + ВЭП (1:1)	0,4

Для определения количественных показателей, характеризующих пенообразующие способности полученных систем, определены показатели, представленные в таблице 3.38.

Из этих данных видно, что использованные гидроколлоиды значительно повышали прочностные характеристики пенных структур. Об этом свидетельствуют все определяемые показатели: вспенивания, устойчивости, кратности и пеностойкости, которые до нескольких раз больше, чем в контроле. Следовательно, данные смеси сыворотки и ГСБ с НПС могут использоваться в производстве основы для взбитого десерта.

Таблица 3.38 – Физико-химические показатели пен углеводно-белкового десерта на основе творожной сыворотки

Модельная система	Массовая доля НПС, %	Показатель вспенивания, %	Коэффициент устойчивости, мин/см3	Кратность	Пеностойкость, мин
Основа (контроль)	0,0	3,0±0,1	0,05±0,01	4,0±0,1	0,10±0,01
Основа + ВЭП	0,2	6,0±0,1	0,30±0,01	7,0±0,1	8,0±0,5
Основа + ВЭП	0,6	9,0±0,1	0,30±0,01	10,1±0,1	9,0±0,5
Основа + КРД	0,2	9,0±0,1	0,32±0,04	9,9±0,1	10,0±0,5
Основа + КРД	0,6	8,0±0,1	0,33±0,03	10,0±0,1	11,0±0,5
Основа + КРД + ВЭП	0,4	10,0±0,1	0,32±0,04	10,9±0,2	12,0±0,5

3.7 Обоснование рецептурного состава регидрационных напитков с использованием молочной сыворотки

Для многих видов СПП важной характеристикой является осмотическая концентрация (С_осм). Сам термин указывает на причинно-следственные связи законов осмоса и физиологии пищеварения, точнее процессов всасывания. Исходя из соображений, что всасывание воды и растворимых в ней низкомолекулярных веществ через биологические мембраны может происходить пассивным транспортом по градиенту концентрации, считается, что этот процесс наиболее активен, когда содержимое ЖКТ имеет меньшую С_осм или близкую к осмоляльности жидкостей в организме человека (280-340 ммоль/кг Н₂О).

Важность данной характеристики обусловлена влиянием на скорость опорожнения желудка, и на скорость перемещения воды в кишечнике, которые совместно определяют эффективность доставки жидкостей и питательных веществ в организм человека [158-163]. Именно поэтому значение осмоляльности входит в число показателей качества и безопасности таких СПП, как продукция диетического лечебного и диетического профилактического питания для детей раннего возраста.

В эту группу также входят низколактозные и безлактозные продукты, смеси на основе изолята соевого белка, смеси на основе полных гидролизатов белка, смеси без фенилаланина или с низким его содержанием, смеси для питания недоношенных и (или) маловесных детей. К специализированной пищевой продукции, в которой контролируется С_осм, относятся также продукты, предназначенные для энтерального питания [161, 163, 164].

Лучшим средством предотвращения обезвоживания и своевременной регидратации организма при интенсивных физических нагрузках являются спортивные напитки, называемые иначе углеводно-электролитные растворы. В научной литературе по питанию спортсменов приводится следующая классификация напитков в зависимости от значения осмоляльности: гипоосмоляльные (гипотонические) – менее 250 мОсм/кг; изоосмоляльные (изотонические) – 270-330 мОсм/кг; гиперосмоляльные (гипертонические) – более 330 мОсм/кг [164].

3.7.1 Изучение осмотической концентрации молочного сырья

Учитывая то, что доля водной фазы в цельном молоке составляет в среднем 87 %, целесообразно использовать этот компонент молока в производстве готовых к употреблению спортивных напитков. Особую актуальность применение водной составляющей молока приобретает в плане использования сыворотки, в связи с тем, что большие количества сыворотки, полученной при производстве творога, не подлежат промышленной переработке. При этом теряются ценнейшие компоненты молока, поскольку сыворотка содержит не менее 50 % всех сухих веществ исходного сырья и обладает определенной пищевой и биологической ценностью, что на протяжении многих лет подтверждается исследованиями таких авторов как А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко и др. [165-167].

Анализ доступных литературных источников, показал, что статистические данные об осмоляльности молочной сыворотки отсутствуют, поэтому сделать заключение об использования данного сырья в рецептуре регидрационных напитков для спортивного питания не представлялось возможным. С целью получения максимально широкого диапазона статистического материала исследования проводили в течение двух лет, в разные сезоны года.

Объектом исследования служила сыворотка, получаемая при промышленном производстве творога из молока различных сельхозпроизводителей. Разницы в осмотической концентрации сыворотки в зависимости от способа производства и вида творога, как видно из данных таблицы 3.39, не выявлено.

Таблица 3.39 – Осмотическая концентрация творожной сыворотки

Способ производства и вид творога	Осмоляльность сыворотки, ммоль/кг Н2О
традиционный (творожные ванны)	374,1
механизированный (Я9-ОПТ)	378,8
массовая доля жира в твороге , % менее 1,8 не менее 5,0	375,4 377,7

Результаты определения осмотической концентрации сыворотки в разные сезона года отражает диаграмма на рисунке 3.20.

Рисунок 3.20 – Осмотическая концентрация творожной сыворотки в разные сезоны года

По полученным данным среднее значение осмоляльности составило 376,5 ммоль/кг Н₂О в диапазоне колебаний от 351 ммоль/кг Н₂О до
389 ммоль/кг Н₂О. В целом отмечено существенное колебание значений осмоляльности творожной сыворотки – от 358 до 389 ммоль/кг Н₂О, что, в свою очередь, однозначно связано с составом молока, используемого при производстве творога. Значение данного показателя в весенний и летний периоды ниже, чем в осенний и зимний. При этом различия среднего значения осмоляльности по каждому сезону года несущественные. Несмотря на более низкие в целом значения осмоляльности сыворотки в весенний и летний периоды, выявлены отдельные образцы с довольно высоким значением осмоляльности (379 и 385 ммоль/кг Н₂О).

Результаты исследований других физико-химических показателей, контролируемых по стандарту [109] не выявили достоверных взаимосвязей между ними и С_осм. Следовательно, добиться стабильного значения осмоляльности творожной сыворотки в производственных условиях невозможно. В связи с этим при разработке рецептуры и технологии специализированного продукта, например, регидрационного напитка для спортивного питания, важной характеристикой которого будет являться осмоляльность, требуется контроль данного показателя и на стадии приемки сырья, и на стадии готового продукта.

Единственный способ снижения С_осм – замена части молочного сырья водой, следовательно, помимо творожной сыворотки сырьем для производства напитка служит вода. Результаты определения С_осм и органолептических показателей модельных смесей сыворотки и воды представлены в таблице 3.40. Из этих данных видно, что добавление к сыворотке трети питьевой воды уже переводит смесь в разряд низкоосмоляльных. Однако ощутимый кислый вкус и запах, с явно выраженным вкусом сыворотки, длительное выраженное послевкусие привели к отказу целевой аудитории использовать такой напиток для утоления жажды. Подобной негативной реакции не выявлено при дегустации смеси сыворотки и воды в соотношении 30/70. Также данный вариант имел достаточно низкое значение осмоляльности, что дает возможность использования других компонентов при создании рецептуры продукта.

Улучшить органолептические показатели продукта возможно внесением фруктово-ягодного наполнителя. Однако в отличие от прочих пищевых продуктов, для которых наличие характерного вкуса и запаха – один из определяющих показателей качества, в регидрационных напитках, наоборот, какие-либо ощущения вкуса могут отрицательно сказаться на желании использовать этот продукт для устранения обезвоживания. Вероятно, это связано со вкусовыми привычками, которые формируются еще в детском возрасте, когда первое, что предлагается ребенку при появлении чувства жажды – вода. Несмотря на разные вкусовые оттенки, имеющиеся у воды различного состава, в общем – это прозрачная жидкость без вкуса и запаха. Поэтому, и у спортсменов, жидкость для устранения обезвоживания должна соответствовать распространенным представлениям о воде.

Таблица 3.40 – Изменение осмоляльности и органолептических показателей творожной сыворотки при добавлении питьевой воды

Соотношение вода/ сыворотка	Сосм, ммоль/кг Н2О	Органолептические показатели
		внешний вид, консистенция	цвет	вкус и запах
0/100	362	однородная жидкость, видимая мутность	зеленовато-желтый	кислый, с выраженным вкусом сыворотки, длительное выраженное послевкусие
30/70	251	однородная жидкость, прозрачная	зеленовато-желтый	кислый, с явно выраженным вкусом сыворотки, длительное выраженное послевкусие
40/60	214	однородная жидкость, прозрачная	менее выраженный зеленовато-желтый	кислый, с выраженным вкусом сыворотки, выраженное послевкусие
50/50	179	однородная жидкость, прозрачная	менее выраженный зеленовато-желтый	менее кислый, вкус сыворотки менее выражен, выраженное послевкусие
60/40	142	однородная жидкость, прозрачная	слегка желтоватый	слабо кисловатый, менее выраженное послевкусие
70/30	108	однородная жидкость, прозрачная	слегка желтоватый, практически прозрачный	слегка ощутимый кисловатый, практически отсутствует вкус сыворотки
80/20	73	однородная жидкость, прозрачная	практически прозрачный	слегка ощутимый кисловатый, практически отсутствует вкус сыворотки

Исследованиями [170] показано, что вкус и запах изотонических спортивных напитков крайне важен для желания его выпивать. При описании исследований, проводимых со спортсменами, на предмет оптимального вкуса напитка против обезвоживания даже введены термины «выпиваемость» или «проглатываемость», которые означают питье большими глотками или относительно быстрое питье [170]. Авторы в своих экспериментах со спортивной аудиторией установили, что наиболее подходящим для этих целей является вкус винограда.

В данной работе исследовано влияние фруктово-ягодных сиропов: «Клюква», «Брусника», «Шиповник» и «Шиповник и черная смородина», «Облепиха», «Черника», «Малина». Выбор вкусов наполнителей при подготовке образцов для дегустации был сделан исходя из возможности производства натуральных наполнителей в территориальном отношении и по сочетаемости вкуса наполнителя и смеси «вода-сыворотка».

Спроектировано несколько формул регидрационных напитков. При этом также учтены результаты органолептической экспертизы смесей сыворотки с водой и требования, предъявляемые к регидрационным напиткам по содержанию хлорида натрия и углеводов.

Осмоляльность всех вариантов находилась в пределах, допустимых для такого вида продуктов и составляла от 234 ммоль/кг Н₂О до 321 ммоль/кг Н₂О. По внешнему виду это были однородные жидкости, прозрачные или достаточно прозрачные, в зависимости от используемого сиропа. Цвет напитка имел видимый оттенок используемого наполнителя.

Для перевода вербальных органолептических показателей регидрационного напитка на основе молочной сыворотки и фруктового сиропа в количественные характеристики разработана шкала оценки в баллах, представленная в таблице 3.41.

Таблица 3.41– Шкала органолептической оценки готовых продуктов

Оценка показателя	Характеристика	Оценка, баллы
Вкус и запах напитка регидрационного минерально-сывороточного
Отличный	Слегка кисловатый, со слабо выраженным вкусом и запахом сыворотки и неинтенсивным привкусом фруктового компонента, без посторонних привкусов и запахов	5,0-4,1
Хороший	Слегка кисловатый, со слабо выраженным вкусом и запахом сыворотки и выраженным привкусом фруктового компонента, без посторонних привкусов и запахов	4,0-3,1
Удовлетворительный	Кисловатый, с выраженными вкусом и запахом сыворотки и выраженным привкусом фруктового компонента, без посторонних привкусов и запахов	3,0-2,1
Неудовлетворительный	Кисловатый, с выраженным вкусом и запахом сыворотки и привкусом фруктового компонента с посторонними привкусами и запахами	менее 2,0
Цвет и консистенция напитка регидрационного минерально-сывороточного
Отличный	Однородная прозрачная жидкость без видимой мутности и осадка с оттенком используемого фруктового компонента	5,0-4,1
Хороший	Однородная прозрачная жидкость неинтенсивной мутности, но без осадка с оттенком используемого фруктового компонента	4,0-3,1
Удовлетворительный	Однородная прозрачная жидкость с видимой мутностью, но без осадка с оттенком используемого фруктового компонента	3,0-2,1
Неудовлетворительный	Однородная прозрачная жидкость интенсивной мутности и наличием осадка с оттенком используемого фруктового компонента	менее 2,0

Итоги органолептической оценки вкуса и запаха по данным экспертов сведены в таблице 3.42.

Таблица 3.42 – Органолептические показатели образцов напитка

Соотношение вода/сыворотка/фруктово-ягодный сироп	Вкус и запах
63,0/27,0/10,0	Слегка ощутимый кисловатый, практически отсутствует вкус сыворотки, выраженный сладкий привкус наполнителя, существенное послевкусие
66,0/27,5/6,5	Слегка ощутимый кисловатый, практически отсутствует вкус сыворотки, менее выраженный сладковатый привкус наполнителя, ощутимое послевкусие
66,5/28,5/5,0	Слегка ощутимый кисловатый, практически отсутствует вкус сыворотки, менее выраженный сладковатый привкус наполнителя, ощутимое послевкусие
67,0/29,0/4,0	Слегка ощутимый кисловатый, практически отсутствует вкус сыворотки, слабо выраженный сладковатый привкус наполнителя, уменьшенное послевкусие
68,0/29,0/3,0	Слегка ощутимый кисловатый, практически отсутствует вкус сыворотки, слабо сладковатый привкус наполнителя практически отсутствует, уменьшенное послевкусие

Также опытные образцы напитков представлены на дегустацию целевой аудитории. По условной классификации нагрузки респондентов характеризовались большим объемом и интенсивностью. Всего протестировано 100 человек. Из них 78 мужчин и 22 женщин. Все испытуемые относились к возрастной группе 19-30 лет. В целом образцы, представленные на дегустации, были оценены положительно, поскольку 89,0 % респондентов оценили вкус напитка на «хорошо» и «отлично». Результаты отражены на рисунке 3.21.

Рисунок 3.21 – Оценка образцов напитка спортсменами, процент опрошенных

Обработка данных показала, что преимущественное большинство опрошенных – 43,0 % выбрали вкус брусники, 32,0 % испытуемых оптимальным по вкусу посчитали вкус «клюква», 25,0 % отдали предпочтение вкусу «шиповник, лимон, черная смородина». На вопрос о готовности заменить употребляемые напитки на предложенные 85,0 % ответили положительно. Не желают на данный момент употреблять новые напитки лишь 15,0% испытуемых. Причем в анкетах этих респондентов вкус напитка (в зависимости от вида наполнителя) оценен на «отлично» и «хорошо». Таким образом, дегустация опытных образцов нового регидрационного напитка с использованием молочной сыворотки показала, что лица, занимающиеся физической культурой готовы использовать предложенный на дегустацию напиток для восполнения жидкости в организме.

4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРОИЗВОДСТВА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА МОЛОЧНОЙ ОСНОВЕ

Результаты выполненных исследований использованы в основе проектирования технологических режимов и параметров производства функциональных продуктов специализированного назначения на молочной основе.

4.1 Технологические схемы и режимы производства кисломолочных напитков с функциональными свойствами на основе молочной сыворотки и белково-углеводной основы

Результаты выполненных исследований позволили установить основные технологические режимы производства кисломолочных напитков с функциональными свойствами и кисломолочной пасты, обогащенной НФ-концентратом творожной сыворотки и пробиотической микрофлорой. Установлена целесообразность использования сиропа шелковицы белой и облепихи, протертой с сахаром, в технологии напитков кисломолочных обогащенных для улучшения их органолептических показателей и структурно-механических свойств, усиления антиоксидантных свойств.

На основании проведенных исследований разработаны технологические схемы получения продуктов кисломолочных обогащенных с использованием растительных наполнителей с применением резервуарного способа производства (рисунки 4.1 и 4.2).

Стадии приемки и резервирования сырья в обоих случаях совпадают. Молочную сыворотку – сырье принимают по качеству в соответствии ГОСТ 53438-2017 «Сыворотка молочная. Технические условия».

Обезжиренное молоко принимают по ГОСТ Р 31658-2012 «Молоко обезжиренное – сырье. Технические условия».

После приемки молочную сыворотку и обезжиренное молоко охлаждают до температуры (4±2) ºС и хранят в резервуарах промежуточного хранения. Хранение сырья, охлажденного до температуры 4 ºС, до переработки не должно превышать 12 ч, а охлажденного до температуры 6 ºС – 6 ч.

Очистку сыворотки от казеиновой пыли и жира осуществляют путем сепарирования. Сепарирование осуществляют при температуре (35-40) ^оС, для этого сыворотку перед подачей на сепаратор предварительно подогревают на пластинчатом теплообменнике.

Рисунок 4.1 – Технологический процесс производства напитка кисломолочного на основе обезжиренного молока (70-65 %) и подсырной сыворотки (30-35 %)

Рисунок 4.2 – Технологический процесс производства продукта кисломолочного с использованием БУО

Далее сыворотку охлаждают до температуры (4±2) ^оС на пластинчатом охладителе и резервируют.

Для получения БУО проводят ультрафильтрацию подсырной сыворотки при температуре (50-55) ^оС и давлении 0,4МПа с использованием установок непрерывного действия. Массовая доля сухих веществ БУО должна составлять 10-12 %. Далее БУО охлаждают для составления нормализованной смеси.

Составление нормализованной смеси производится путем смешения обезжиренного молока и сыворотки в соотношении 2:1 в производстве напитка кисломолочного обогащенного. При выработке продукта кисломолочного обогащенного с использованием БУО нормализованную смесь составляют из обезжиренного молока и БУО в соотношении 2:1. В обоих случаях нормализация осуществляется при температуре (4±2) ºС.

Дальнейшие технологические операции в производстве кисломолочных напитков с функциональными свойствами на основе молочной сыворотки и белково-углеводной основы следующие.

Нормализованную смесь пастеризуют при температуре (76±2) ^оС с выдержкой 15-20 с. После выдержки пастеризованную смесь охлаждают до температуры заквашивания (30±2) ºС.

При приемке закваски пропионовокислых бактерий и ацидофильной палочки, кефирных грибков, плодово-ягодного наполнителя осуществляется визуальный контроль упаковки, проверяется наличие качественного удостоверения и сертификата соответствия.

Хранение незаквашенной смеси при температуре заквашивания не допускается. Пастеризация и охлаждение осуществляются в секциях пастеризации и охлаждения пластинчатой пастеризационно-охладительной установки (ППОУ).

Закваску готовят в соответствии с действующей технологической инструкцией по приготовлению и применению заквасок и бактериальных концентратов для кисломолочных продуктов на предприятиях молочной промышленности, утвержденной в установленном порядке, на обезжиренном молоке в отдельных емкостях готовится кефирная и ацидофильная закваски.

Заквашивание и сквашивание производят в резервуарах, применяемых для выработки кисломолочных напитков, с термостатируемой рубашкой, укомплектованных специальными мешалками, обеспечивающими равномерное перемешивание смеси с закваской и молочного сгустка. Во избежание вспенивания смесь в резервуар подают через нижний штуцер. Заполнение резервуара производят при включенной мешалке, перемешивание заканчивается через 15 мин после заполнения резервуара.

Подготовленную нормализованную смесь заквашивают 5 % закваски, в состав которой входят культуры пропионовокислых микроорганизмов, ацидофильной палочки и кефирная закваска в соотношении 2,5:0,5:2.

В охлажденную до температуры (30±2) ºС смесь закваску вносят в потоке с использованием насоса-дозатора спустя некоторое время от начала наполнения резервуара или после наполнения резервуара. Во время сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток. Об окончании сквашивания судят по образованию достаточно плотного сгустка и достижению кислотности 75-90 ºТ.

По окончании сквашивания продукт немедленно охлаждают, включая подачу ледяной воды температурой (2±2) ºС в межстенное пространство резервуара для частичного охлаждения сгустка до температуры (20±2) ºС. Через период времени от 60 до 90 минут после подачи воды включают мешалку и перемешивают сгусток от 10 до 30 минут в зависимости от вязкости сгустка до получения однородной консистенции сгустка. Внесение фруктового наполнителя осуществляется в потоке в асептических условиях с использованием установки ZENTIS. Дозировка в требуемых пропорциях происходит согласно автоматической регулировке соответствия потока на основе непосредственного измерения производительности насоса. Плодово-ягодный наполнитель поступает стерилизованный в герметичной упаковке.

Перемешанный сгусток при помощи насоса, предназначенного для вязких жидкостей, подают на розлив в потребительскую упаковку.

Упаковку и маркировку продукта производят в соответствии с требованиями СТО 00493251-006-2019. Упакованный продукт доохлаждают в холодильной камере до температуры (4±2) ºС.

Моментом окончания технологического процесса производства, кото­рый является датой производства, выносимой на этикетку, и началом отсчета срока годности, является достижение продуктом температуры хранения после его фасования и охлаждения.

4.2 Разработка технологии кисломолочной пасты, обогащенной НФ-концентратом творожной сыворотки и пробиотической микрофлорой

Схема технологического процесса в производстве пасты кисломолочной обогащенной представлена на рисунке 4.3. Приемку сырья осуществляют по результатам оценки его качества в соответствии с требованиями ТР ТС 033/2013 и ТР ТС 021/2011 и технических документов на конкретный вид используемого сырья.

Рисунок 4.3 – Технологические режимы производства пасты кисломолочной обогащенной

При приемке сырья осуществляют проверку сопроводительных документов, проводя внешний осмотр и оценивают правильность маркировки, проводят органолептическую оценку сырья, измеряют его температуру и отбирают пробы для определения показателей качества.

При осмотре тары контролируют ее внешний вид, чистоту, наличие и целостность пломб, наличие уплотнительных колец под крышками цистерн, наличие заглушек у патрубков цистерн и др. Визуальную оценку внешнего вида и цвета сырья проводят в каждой емкости после открытия люков цистерн с молоком и его перемешивания.

Температуру сырья определяют в каждой секции цистерны. Температура сырья при поступлении не должна превышать 10 ̊С. Сырье, не соответствующее установленным требованиям по температуре при условии соответствия требований к остальным показателям, подлежит немедленной переработке.

Отбор проб для анализов проводят в соответствии с ГОСТ 26809-86. Качество молока оценивают на соответствие требованиям ГОСТ 31449-2013 и ТР ТС 033/2013.

В каждой партии принимаемого сырья определяют: органолептические показатели (вкус и запах, консистенцию), чистоту, титруемую кислотность, плотность, массовую долю жира, массовую долю белка, уровень бактериальной обсемененности по редуктазной пробе, наличие антибиотиков.

Не реже одного раза в декаду в пробах от каждой партии сырья определяют количество соматических клеток, бактериальную обсемененность по КМАФАнМ, наличие ингибирующих веществ.

В случае подозрения сырья на фальсификацию водой проверяют натуральность по показателю температуры замерзания. При подозрении на фальсификацию нейтрализующими веществами проводят анализ на наличие аммиака, соды, перекиси водорода и др.

Результаты контроля по органолептическим, химическим и микробиологическим показателям регистрируют в журналах учета входного контроля.

Массу принимаемого сырья определяют с помощью счетчика (по объему и плотности) или взвешиванием на весах, предварительно фильтруя его с использованием разрешенных для молочной промышленности материалов и специальных фильтров.

В качестве основного сырья при производстве продукта используют обезжиренное молоко и пахту. Их смешивают в соотношении 1:1. Молочную смесь пастеризуют при температуре (782) ^оС с выдержкой 10-15 с, охлаждают до температуры (37±2) ^оС, оптимальной для развития заквасочной микрофлоры. Хранение нормализованной смеси при температуре заквашивания не допускается. Пастеризация и охлаждение осуществляются в секциях пастеризации и охлаждения ППОУ.

Заквашивание и сквашивание молочной смеси производят в резервуарах, снабженных мешалками, обеспечивающими равномерное и тщательное перемешивание с закваской и полученного сгустка.

В пастеризованное обезжиренное молоко с температурой (37±2) ^оС – (для закваски из лактококков и молочнокислых палочек, термофильных молочнокислых стрептококков и бифидобактерий) вносят бакконцентрат в активизированном виде асептическим способом с помощью контейнера для внесения закваски.

При приёмке закваски бифидобактерий и молочнокислых бактерий, плодово-ягодного наполнителя осуществляется визуальный контроль упаковки, проверяется наличие качественного удостоверения и сертификата соответствия.

После внесения закваски обезжиренное молоко тщательно перемешивают 15-20 мин. Допускается производить повторное перемешивание молока через 1-1,5 часа после заквашивания.

Сквашивание осуществляют до образования достаточно прочного сгустка с кислотностью (70-80) Т (продолжительность сквашивания составляет (8±0,5 ч.).

Сгусток подвергают обработке с целью обезвоживания до достижения массовой доли влаги в молочно-белковой основе 84-86 %.

Готовый сгусток разрезают мешалкой с ножами на кубики. Разрезанный сгусток оставляют в покое от 30 до 60 мин для выделения сыворотки. Перемешивание сгустка проводят в течение 5 мин, далее сгусток оставляют в покое на 20-25 мин для отделения сыворотки.

В случаях получения сгустка с плохим отделением сыворотки производят его нагрев до температуры (50±2) ^оС с выдержкой при этой температуре от 15 до 20 мин.

Для равномерного нагрева сгустка верхние слой его осторожно перемешивают от одной стенки к другой, благодаря чему нижние нагретые слои сгустка постепенно поднимаются вверх, а верхние слои (непрогретые) опускаются вниз.

Выделившуюся сыворотку выпускают из ванны сифоном или через штуцер и собирают в отдельную емкость.

Охлаждение творожного сгустка проводят в установке прессования и охлаждения творожного сгустка при температуре Т = (8-10) ºС для предотвращения развития посторонней микрофлоры и повышения кислотности.

Внесение компонентов производят в соответствии с рецептурой. На данный продукт. В творожный сгусток вносится предварительно пастеризованный НФ-концентрат творожной сыворотки в количестве 20 % от массы продукта. Плодово-ягодный наполнитель поступает стерилизованный в герметичной упаковке.

Производят на автомате фасовочной линии в полимерные стаканчики вместимостью 200 г. Упакованный продукт доохлаждают в холодильной камере до температуры (4±2) ºС.

Моментом окончания технологического процесса производства, кото­рый является датой производства, выносимой на этикетку, и началом отсчета срока годности, является достижение продуктом температуры хранения после его фасования и охлаждения.

4.3 Технологические решения в производстве кисломолочного продукта с гидролизатом сывороточных белков молока и пищевым волокном

На базе исследований, выполненных в разделе разработана технологическая схема производства кисломолочного напитка с ГСБ, которая имеет стандартные стадии производства продукта резервуарным способом с добавлением процесса внесения и растворения ГСБ. Технологическая схема производства продукта представлена на рисунке 4.4.

Молочное сырье подогревают до температуры (45±2) ^оС на пластинчатой пастеризационно-охладительной установке и направляют в резервуар для составления смеси. В подогретое и очищенное обезжиренное молоко/пахту вносят ГСБ и пищевое волокно. Добавление ГСБ и пищевое волокна осуществляют вручную с соблюдением санитарно-гигиенических требований. Смесь с ГСБ и пищевым волокном перемешивают в течение
15-20 минут до его равномерного распределения по всему объему.

Подготовленную смесь пастеризуют при температуре (92±2) ^оС с выдержкой 5 минут с использованием ППОУ, укомплектованной выдерживателем. Использование данного режима пастеризации позволяет исключить повторное обсеменение и снизить вероятность микробиологических рисков при производстве продукта.

После пастеризации смесь охлаждают до температуры заквашивания в секции рекуперации. Температуру охлаждения смеси устанавливают в зависимости от состава закваски и рекомендаций ее изготовителя.

Рисунок 4.4 – Технологический процесс производства кисломолочного продукта с ГСБ и пищевым волокном

При использовании закваски прямого внесения АВТ-5, содержащей штаммы Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium устанавливают температуру (40 ± 1) °С. Выбранный режим и состав закваски обеспечит содержание в продукте пробиотической микрофлоры не менее
10⁷ КОЕ/см³.

Готовый продукт охлаждается до (25±2) ^оС, фасуется и отправляется в ходильную камеру для доохлаждения до температуры (4±2) ^оС.

4.4 Выбор и обоснование способа производства сквашенного функционального продукта, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами

Физико-химические и микробиологические исследования, выполненные в разделе 3.5, показали, что продукт, обогащенный ПНЖК целесообразно вырабатывать резервуарным способом. Общая последовательность технологических операций представлена на рисунке 4.5.

Молочное и другое сырье принимают по массе и качеству в порядке, установленном приемной лабораторией предприятия, а также на основании сертификационных документов поставщиков.

Для получения обезжиренного молока, молоко сырое очищают от механических примесей, направляют на сепаратор-сливкоотделитель и сепарируют при температуре (40±5) ^оС, соблюдая правила, предусмотренные инструкцией по эксплуатации сепараторов.

Полученную в процессе производства масла пахту охлаждают на пластинчатом охладителе до (4±2) ^оС и направляют в резервуар.

Подготовка молочной основы заключается в смешивании обезжиренного молока и пахты и соотношении 1:2. Внесение льняной муки осуществляется после ее просеивания и очистки от возможных механических и металлопримесей в часть обезжиренного молока при температуре 40-50 ^оС.

Термизацию проводят при температуре 60 ^оС в течении 30 минут в той же емкости, где осуществлялось смешение компонентов.

Полученную смесь молочной основы и льняной муки пропускают через фильтр, для удаления нерастворившихся комочков муки.

Полученную в процессе нормализации смесь гомогенизируют при давлении (15±2,5) МПа и температуре от 65 до 85 ^оС и пастеризуют при температуре (92±2) ^оС с выдержкой 4 минуты. После выдержки смесь охлаждают до температуры заквашивания. При использовании закваски, содержащей термофильный стрептококк и болгарскую палочку, нормализованную смесь

Рисунок 4.5 – Схема технологического процесса производства сквашенного продукта, обогащенного ПНЖК

охлаждают до температуры заквашивания (40±2)°С. Заквашивают и сквашивают нормализованную смесь в резервуарах для кисломолочных напитков. Количество вносимой закваски зависит от объема заквашиваемой смеси и выбирается согласно инструкции по применению DVS-культур. Внесение закваски осуществляется при постоянном перемешивании.

Смесь сквашивают при температуре (40±2)°С в течение 3-4 часов до образования сгустка кислотностью 80-85 °Т. По окончании сквашивания в межстенное пространство подают ледяную воду с температурой от 0 до 2 °С в течение 30-40 минут. Затем сгусток перемешивают в течение 15 минут. По достижении сгустком однородной консистенции мешалку выключают. Дальнейшее перемешивание при необходимости ведут периодически, включая мешалку на 5-15 минут.

Сгусток охлаждают до температуры (12±2) °С, затем направляют на фасовку. Розлив продукта производят на фасовочном автомате Waldner Dosomar в любой вид упаковки. Упакованный продукт направляют в холодильную камеру для охлаждения до температуры (4±2) ^оС, после чего технологический процесс считается законченным и продукт готов к реализации.

4.5 Технологические решения в производстве углеводно-белкового десерта функционального назначения для питания спортсменов

При создании основы для взбитого углеводно-белкового десерта на основе творожной сыворотки для питания спортсменов в качестве контрольного образца использована рецептура мороженого «Бодрость», которое относится к специализированной продукции, и вырабатывается на основе осветленной творожной сыворотки и пюре черной смородины (таблица 4.1).

Таблица 4.1 – Рецептуры образцов десертов – опытных и сравнения

Сырье	Состав образцов, кг
	сравнения	опытный
Молочная сыворотка	385,0	479,7
Фруктово-ягодное пюре	290,0	290,0
Сахар-песок	250,0	120,0
Фруктоза	–	70,0
Вода питьевая	92,2	–
Лимонная кислота	0,3	0,3
Метилцеллюлоза	2,5	–
Некрахмальные полисахариды	–	10,0
ГСБ	–	30,0
Итого	1000,0	1000,0

Из этих данных видно, что опытные образцы отличаются углеводным, белковым компонентами и видом стабилизатора. Частичная замена сахарозы на фруктозу, с одной стороны, позволяет снизить общее содержание низкомолекулярных углеводов, без ухудшения сенсорных характеристик продукта. С другой стороны, как отмечалось ранее, в СПП для спортсменов приветствуется сочетание различных моно- и дисахаридов [161, 169, 170].

Преимуществом опытной рецептуры является наличие белка животного происхождения. Во-первых, это повышает пищевую ценность десерта, и, во-вторых, способствует улучшению структуры готового продукта, поскольку с повышением содержания в смеси СВ формируются более мелкие кристаллы льда при замораживании взбитой основы [171]. Общая схема технологического процесса производства основы для десерта представлена на рисунке 4.6.

Основным молочным сырьем для производства основы для десерта является цельная творожная сыворотка. Удаления казеиновой пыли из сыворотки в производстве основы для углеводно-белкового десерта функционального назначения не требуется.

Перед началом технологического процесса охлажденную сыворотку направляют в резервуар для составления смеси. Пригодным для производства основы десерта является котел типа «Штефан», сочетающий косвенный нагрев и механическую обработку смеси.

При его использовании в производстве основы для десерта функционального назначения целесообразно применять следующий порядок закладки компонентов:

— в котел поместить необходимое по рецептуре количество сыворотки;

— внести сухие компоненты;

— закрыть крышку, включить режим механической обработки
300 об/мин при одновременном нагреве промежуточного продукта до
(20±2) ºС в течение 20-30 минут для полного растворения ГСБ и гидроколлоидов;

— открыв крышку, внести оставшуюся часть сыворотки, углеводную смесь и пюре фруктово-ягодное в соответствии с рецептурой;

— продолжить интенсивную обработку с нагревом продукта до (90±2) ºС;

— проверить консистенцию продукта (она должна быть однородной);

— произвести выгрузку полученного продукта в подготовленную промежуточную емкость, из которой продукт подать на фасование в жесткую упаковку с герметичной запайкой.

Продукт после фасования необходимо оставить на 1 ч в фасовочном цехе для постепенного остывания, а затем поместить в камеру холодильного хранения для охлаждения до (4±2) ºС.

Рисунок 4.6 – Технологический процесс производства основы углеводно-белкового десерта функционального назначения для питания спортсменов

Оценку вырабатываемых образцов методом сенсорного анализа проводили по разработанной условной балльной шкале (Приложение Б). Результаты органолептической экспертизы представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Органолептические показатели углеводно-белкового десерта функционального назначения

Показатели	Характеристика при максимальном значении
Вкус и запах	Сладкий, со свойственным вкусом и ароматом фруктового компонента, без посторонних привкусов и запахов
Внешний вид и консистенция	Однородная непрозрачная дисперсия, без комочков и хлопьев
Цвет	Оттенок используемого фруктового компонента

В результате практической апробации установлено, что предложенный перечень органолептических показателей с высокой надежностью позволяет идентифицировать подлинность и оценить качество разработанных продуктов для спортсменов.

4.6 Обеспечение функциональных свойств регидрационного напитка на основе молочной сыворотки и фруктового сиропа при разработке технологической схемы производства

Производство регидрационного напитка может отличаться видом исходного сырья. Технологический процесс производства продукта должен обязательно включать последовательно осуществляемые операции:

• приемка и первичная обработка сырья;
• удаление казеиновой пыли из сыворотки и обезжиривание;
• соединение сыворотки, воды и ФПИ;
• температурная обработка смеси;
• розлив, упаковка, маркировка продукта.

Общая схема технологического процесса производства напитка регидрационного представлена на рисунке 4.7. Напиток можно производить из разных видов молочной сыворотки: цельной творожной, сухой и сухой деминерализованной.

При использовании цельной творожной сыворотки требуется удаление казеиновой пыли, которое в зависимости от укомплектованности предприятия-изготовителя оборудованием возможно термокислотным способом или сепарированием. В первом случае сыворотку подогревают до температуры (101±2) ºС на ППОУ и направляют в резервуар для дальнейшего осаждения белков.

Рисунок 4.7 – Технологический процесс производства пастеризованного регидрационного напитка на основе молочной сыворотки и фруктового сиропа

Осаждение белков проводится в резервуаре при температуре
(101±2) ºС в течение 2-3 часов при добавлении лимонной кислоты в количестве не более 0,1 % от объема сыворотки. Сыворотку после осаждения белков необходимо профильтровать через фильтр и подать на ППОУ для охлаждения до температуры 25-45 ºС. Охлажденную сыворотку направляют в резервуар для составления смеси.

При удалении белковой пыли вторым способом сыворотку подогревают на ППОУ до температуры 40-60 ºС, в зависимости от жирности сыворотки, и направляют на сепарирование на сепараторе-очистителе. Осветленная сыворотка через секцию рекуперации охлаждается до 25-45 ºС и направляется в резервуар для составления смеси.

В случае использования сыворотки сухой и сухой деминерализованной, ее восстанавливают перед началом производственного процесса в резервуаре с рубашкой. Для этого в питьевую воду с температурой 35-45 ºС выгружают сыворотку сухую и перемешивают до полного растворения. Восстановленная сыворотка хранению не подлежит.

В очищенную творожную или восстановленную сыворотку вносят питьевую воду, сироп фруктовый, соль пищевую, в соотношении, предусмотренном базовой рецептурой. Добавление перечисленных ингредиентов возможно осуществлять вручную с соблюдением санитарно-гигиенических требований. Подготовленную смесь необходимо перемешивать в течение 15-20 минут до равномерного распределения компонентов по всему объему.

Пастеризацию смеси следует проводить при температуре (92±2) ºС с выдержкой 20 с на ППОУ, укомплектованной выдерживателем. После пастеризации смесь необходимо охладить до температуры (4±2) ºС и направить на фасовку в потребительскую упаковку. Оптимальный объем потребительской упаковки 300 мл.

Рекомендуется использовать пластиковые бутылочки, укупориваемые полимерными крышками. Допускается использовать другие упаковочные материалы, разрешенные к применению в установленном порядке для контакта с пищевыми продуктами.

По органолептическим характеристикам продукт должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Органолептические показатели напитка регидрационного минерально-сывороточного

Наименование показателя	Характеристика
Внешний вид и консистенция	Однородная прозрачная жидкость с цветом используемого фруктового компонента
Вкус и запах	Слегка кисловатый, со слабо выраженным вкусом сыворотки и привкусом фруктового компонента, без посторонних привкусов и запахов

5 АНАЛИЗ ПИЩЕВОЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

5.1 Влияние молочной сыворотки на биологическую и пищевую ценность кисломолочных напитков с функциональными свойствами

Показатели, характеризующие пищевую и энергетическую ценность жидких кисломолочных продуктов и напитков с учетом содержания в них отдельных необходимых для организма человека пищевых веществах, представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Пищевая и энергетическая ценность напитков кисломолочных обогащенных

Состав молочной основы	Пищевые вещества, г/100 г продукта			Энергетическая ценность/ калорийность, ккал/кДж
	Жир	Белки	Углеводы
На основе сыворотки и обезжиренного молока	0,10	2,65	4,87	32,05
На основе сыворотки и обезжиренного молока с сиропом облепихи	0,31	2,87	11,04	55,69
На основе сыворотки и обезжиренного молока с сиропом шелковицы	0,09	2,45	9,59	51,38

Исследована биологическая ценность продуктов, отражающая качество белкового компонента и сбалансированность их аминокислотного состава. Для характеристики биологической ценности использовали метод аминокислотного скора, основанный на сравнении результатов определения аминокислотного состава исследуемого продукта с «идеальным белком». Результаты исследований аминокислотного состава приведены в таблице 5.2.

Проведена качественная оценка белкового состава продуктов с помощью следующих формализированных показателей: коэффициентов утилитарности, сбалансированности и разбалансированности аминокислотного состава; показателя «сопоставимой избыточности» и индекса незаменимых аминокислот. Результаты расчета этих показателей, представленные в таблице 5.3, свидетельствуют о достаточной сбалансированности аминокислотного состава разработанного продукта.

Таблица 5.2. – Содержание незаменимых аминокислот в напитках кисломолочных обогащенных, г/100 г белка

Аминокислота	Идеальный белок, г/100 г белка	Содержание незаменимых аминокислот, г/100 г белка
		Без наполнителя	С сиропом шелковицы	С сиропом облепихи
Валин+метионин+цистин	8,5	7,808	7,158	6,715
Лейцин	7,0	9,335	8,557	8,028
Изолейцин	4,0	4,097	3,757	3,523
Треонин	4,0	5,435	4,982	4,674
Лизин	5,5	6,195	5,679	5,328
Триптофан	1,0	2,143	1,965	1,843
Фенилаланин+тирозин	6,0	9,796	8,980	8,425

Таблица 5.3 – Показатели биологической ценности продуктов кисломолочных обогащенных

Показатель	Без наполнителя	С сиропом шелковицы	С сиропом облепихи
Коэффициент сбалансированности аминокислотного состава	0,738	0,741	0,738
Коэффициент разбалансированности аминокислотного состава	0,263	0,259	0,262
Показатель «сопоставимой избыточности»	12,81	12,59	12,78
Индекс незаменимых аминокислот	1,252	1,242	1,234

5.2 Изучение биологической и пищевой ценности кисломолочной пасты, обогащенной НФ-концентратом творожной сыворотки и пробиотической микрофлорой

Анализ аминокислотного скора (таблица 5.4) показал, что обогащение кисломолочной пасты (НФ-концентратом) творожной сыворотки способствует повышению ее биологической ценности. Об этом свидетельствует увеличение аминокислотного скора продуктов с добавлением НФ-концентрата по сумме метионина и цистеина на 3,1-10,6 %, по валину – на 12,6-14 %, по лейцину – на 2,2-10,5 %, по изолейцину – 0,7-4,7 %, по треонину – на 30,2-37,5 %, по лизину – на 12,7-33,8, %, по триптофану – на 22-39 %.

Таблица 5.4 – Аминокислотный скор пасты кисломолочной обогащенной

Аминокислота	Аминокислотный скор, %
	без НФ-концентрата	с НФ-концентратом (20 %)	с НФ-концентратом (30 %), сиропом облепихи протертой с сахаром (20 %)
Валин	103,0	115,6	117,0
Лейцин	127,9	130,1	138,4
Изолейцин	125,5	126,2	130,2
Метионин + Цистеин	86,3	89,4	96,9
Треонин	81,5	111,7	119,0
Лизин	110,9	123,6	144,7
Триптофан	242,0	264,0	281,0
Фенилаланин + Тирозин	198,0	191,5	171,7

Качественная оценка белкового состава пасты с помощью формализированных показателей представлена в таблицах 5.5 и 5.6.

Таблица 5.5 – Коэффициент утилитарности пасты кисломолочной

Аминокислота	Образцы
	без НФ-концентрата	с НФ-концентратом (20 %)	с НФ-концентратом (30 %), сиропом облепихи (20 %)
Валин	0,79	0,73	0,83
Лейцин	0,64	0,69	0,70
Изолейцин	0,65	0,71	0,74
Метионин + Цистеин	0,94	0,99	0,99
Треонин	0,99	0,80	0,81
Лизин	0,74	0,72	0,67
Триптофан	0,34	0,34	0,35
Фенилаланин + Тирозин	0,41	0,47	0,56

Достаточно высокие значения коэффициентов сбалансированности (0,664, 0,699) и низкие значения коэффициентов разбалансированности (0,336, 0,301) свидетельствует о сбалансированности незаменимых аминокислот в пасте и об их рациональном использовании организмом человека.

Таблица 5.6 – Показатели биологической ценности пасты кисломолочной обогащенной

Показатель	Образцы
	без НФ-концентрата	с НФ-концентратом (20 %)	с НФ-концентратом (30 %), сиропом облепихи (20 %)
Коэффициент сбалансированности аминокислотного состава	0,641	0,664	0,699
Коэффициент разбалансированности аминокислотного состава	0,359	0,336	0,301
Показатель «сопоставимой избыточности»	20,19	18,217	15,52
Коэффициент отклонений значений аминокислотного состава от эталонного	0,272	0,346	0,387
Индекс незаменимых аминокислот	1,128	1,160	1,177

Показатели, характеризующие пищевую и энергетическую ценность пасты кисломолочной, обогащенной пробиотической микрофлорой, с учетом содержания в ней отдельных необходимых для организма человека пищевых веществах, представлены в таблице 5.7.

Таблица 5.7 – Пищевая и энергетическая ценность кисломолочной пасты

Продукты	Пищевые вещества, г/100 г продукта			Энергетическая ценность/ калорийность, ккал/кДж
	Жиры	Белки	Углеводы
Без наполнителя	0,3	6,85	7,01	62/149
С наполнителем	0,44	6,37	10,30	80/235

5.3 Значение гидролизата сывороточных белков молока в формировании функциональных свойств кисломолочного продукта с пищевым волокном

Показатели, характеризующие пищевую и энергетическую ценность кисломолочных продуктов с учетом содержания в них отдельных необходимых для организма человека пищевых веществах, представлены в таблице 5.8.

Таблица 5.8 – Пищевая и энергетическая ценность кисломолочного продукта с ГСБ и пищевым волокном

Молочная основа	Массовая доля ГСБ, %	Пищевые вещества, г/100 г продукта			Энергетическая ценность/ калорийность, ккал/кДж
		белки	жиры	углеводы
Пахта	1,0	4,32	0,3	4,3	35,0/150,0
Пахта	2,0	4,68	0,3	4,3	40,0/160,0
Пахта	3,0	4,8	0,3	4,3	40,0/160,0
Обезжиренное молоко	1,0	4,38	0,05	4,6	35,0/150,0
Обезжиренное молоко	2,0	4,85	0,05	4,6	40,0/160,0
Обезжиренное молоко	3,0	5,10	0,05	4,6	40,0/160,0
Пахта и обезжиренное молоко (1:1)	1,0	4,40	0,2	4,5	35,0/160,0
Пахта и обезжиренное молоко (1:1)	2,0	4,77	0,2	4,5	40,0/160,0
Пахта и обезжиренное молоко (1:1)	3,0	4,95	0,2	4,5	40,0/170,0

Проведена качественная оценка белкового состава продукта с помощью следующих формализованных показателей: коэффициентов утилитарности, сбалансированности и разбалансированности аминокислотного состава, численно характеризующих сбалансированность и не сбалансированность, соответственно, незаменимых аминокислот по отношению к физически необходимой норме; показателя «сопоставимой избыточности», отражающего суммарную массу незаменимых аминокислот, используемых на анаболические цели; индекса незаменимых аминокислот, учитывающего количество всех незаменимых аминокислот в продукте. В таблице 5.9 представлено улучшение аминокислотного состава кисломолочного продукта с ГСБ и пищевым волокном.

Таблица 5.9 – Изменение аминокислотного состава смеси обезжиренного молока и пахты при внесении 3 % ГСБ в расчете на порцию массой 200 г

Незаменимые аминокислоты	Смесь обезжиренного молока и пахты, мг/200г		Увеличение содержания аминокислоты относительно контроля, %
	без ГСБ	3 % ГСБ
Вал	198	370	86,9
Иле	168	350	108,3
Лей	370	692	87,0
Лиз	316	604	91,1
Мет+Цис	102	188	84,3
Тре	186	434	133,3
Три	337	468	38,9
Фен+Тир	354	558	57,6

По полученным данным можно утверждать, что ГСБ значительно улучшает аминокислотный профиль продукта. При внесении 3% ГСБ содержание Вал, Иле, Лей, Лиз, Тре и Три в порции продукта массой 200 г достигает 15% уровня адекватного суточного потребления, требуемого для использования термина «функциональный продукт» [172].

5.4 Подтверждение функциональных свойств сквашенного продукта, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами

Следуя рекомендациям Министерства здравоохранения РФ в отношении суточной потребности организма в полиненасыщенных жирных кислотах [175] был произведен расчет процента удовлетворения суточной потребности организма человека при употреблении 100 г сквашенного продукта, обогащенного льняной мукой и льняным маслом. Расчеты проводились по методике, представленной в разделе 2.2, результаты расчетов представлены в таблицах 5.10 и 5.11.

Таблица 5.10 – Содержание ПНЖК и пищевых волокон в 100 г продуктов льноводства и процент удовлетворения суточной потребности и них

Нутриент	Суточная потребность, г	Масло льняное		Мука льняная
		Содержание в 100 г продукта, г	Удовлетворение суточной потребности, %	Содержание в 100 г продукта, г	Удовлетворение суточной потребности, %
ПНЖК	12	67,7	564,2	0,8	6,7
Пищевые волокна	30	0,5	1,6	26,3	87,6

В 100 г сквашенного продукта содержится 5 г льняного масла и 3 г льняной муки, с учетом этого был произведен расчет процента удовлетворения суточной потребности в ПНЖК и пищевых волокнам при употреблении 100 г продукта.

Таблица 5.11 – Содержание ПНЖК и пищевых волокон в 100 г сквашенного продукта и процент удовлетворения суточной потребности и них

Нутриент	Суточная потребность, г	Содержание в 100 г продукта, г	Удовлетворение суточной потребности, %
ПНЖК	12	3,4	28,3
Пищевые волокна	30	0,8	2,7

Таким образом с учетом предполагаемого количества внесения льняного масла (5 %) и льняной муки (3 %) процент удовлетворения суточной потребности при употреблении 100 г сквашенного продукта, обогащенного льняной мукой и льняным маслом по ПНЖК составит 28,3 %, а по пищевым волокнам 2,7 %. Полученные данные позволяют отнести разработанный сквашенный продукт к функциональным по содержанию ПНЖК.

5.5 Анализ пищевой и энергетической ценности напитка регидрационного минерально-сывороточного и углеводно-белкового десерта функционального назначения для питания спортсменов

В современном представлении продукты, вырабатываемые из молочного и немолочного сырья в зависимости от итогового состава подразделяются на три группы: молочные, молочные составные и молокосодержащие [173].

Руководствуясь определениями ТР ТС «О безопасности молока и молочной продукции» и, опираясь на состав разработанных регидрационных напитков (таблица 5.12), установлено, что в зависимости от содержания углеводов и, соответственно, сухих веществ (СВ) в сиропе (таблица 3.5) СВ компонентов молочного сырья составляют от 25,27 % до 27,4 % от всех СВ напитка, следовательно, данный продукт классифицируется как «молокосодержащий».

Таблица 5.12 – Пищевая и энергетическая ценность регидрационного напитка на основе молочной сыворотки и фруктового сиропа

Наименование продукта	Массовая доля, %			Энергетическая ценность (калорийность), кДж/ккал
	жир	белок	углеводы
Напиток регидрационный минерально-сывороточный с фруктовым компонентом	0,1	0,2	3,5	65/16

Также из таблицы 5.12 видно, что регидрационный минерально-сывороточный напиток в соответствии с действующей документацией на функциональные пищевые продукты [172] является низкокалорийным, поскольку продукт содержит не более 20 ккал (80 кДж)/100 г.

Подобные расчеты для углеводно-белкового десерта функционального назначения, выполненные с учетом состава рецептурных компонентов и на основании макронутриентного состава продукта, показали, что относительное содержание СВ молочных компонентов составляет 23,7 %. Следовательно, данный продукт также классифицируется как «молокосодержащий». В данном случае молочные составляющие используются как пенообразующие компоненты и средство для улучшения биологической ценности готового продукта. В таблице 5.13 представлены показатели пищевой и энергетической ценности основ десерта – опытных с ГСБ и сравнения – без ГСБ.

Таблица 5.13 – Пищевая и энергетическая ценность углеводно-белкового десерта функционального назначения

Массовая доля ГСБ, %	Массовая доля, %			Энергетическая ценность (калорийность), кДж/ккал
	белок	жир	углеводы
0	0,5	0,2	32,7	577 / 135
3	3,4	0,2	24,5	482 / 113

Благодаря внесению ГСБ, в разработанном углеводно-белковом десерте на основе творожной сыворотки увеличена массовая доля белка и легко усвояемых свободных аминокислот, что подтверждает улучшение пищевой и биологической ценности. Использование в основе для десерта фруктозы, имеющей большую сладость, позволило уменьшить содержание сахарозы с 25,0 % до 12,5 %, что способствует также снижению гликемического индекса продукта.

Анализ ингредиентного состава разработанных продуктов показал, что по показателям пищевой, биологической и энергетической ценности они превосходят образцы сравнения. Значительное улучшение аминокислотного профиля продуктов обеспечивается внесением ГСБ. При содержании 3 % ГСБ минимальное повышение содержания эссенциальных аминокислот относительно контроля составляет 12,1 % для триптофана (таблица 5.14).

Таблица 5.14 – Изменение аминокислотного состава продуктов при внесении 3 % ГСБ в расчете на порцию массой 200 г

Незаменимые аминокислоты	Основа для десерта, мг/200г		Увеличение содержания аминокислоты относительно контроля, %
	без ГСБ	3 % ГСБ
Вал	160	295	84,4
Иле	320	411	28,5
Лей	236	525	122,5
Лиз	259	423	65,6
Мет+Цис	40	103	157,5
Тре	85	218	155,4
Три	104	117	12,1
Фен+Тир	108	224	107,8

Дополнительно в маркировке продуктов можно выносить информацию «обезжиренный», поскольку, и напиток регидрационный минерально-сывороточный, и углеводно-белковый десерта функционального назначения на основе молочной сыворотки содержат менее 0,5 г жира на 100 г/см³.

5.6 Рекомендации по применению напитка регидрационного минерально-сывороточного и углеводно-белкового десерта функционального назначения для питания спортсменов

Для регидрационных напитков рекомендации обычно сводятся к тому, что количество напитка должно быть не меньше массы жидкости, потерянной в процессе физической нагрузки [160, 170]. В собственных исследованиях установлено, что в среднем при тренировках умеренной интенсивности продолжительностью 1,5 часа потери жидкости организмом составляют 1,3 л [176-178]. При этом выявлена тесная корреляционная связь (r=0,732) между массой тела и количеством потерянной влаги, описываемая уравнением ỹ_х=0,017∙х-0,075 [179]. В соответствии с данной зависимостью можно определять рекомендуемое количество регидрационного напитка в ежедневном рационе спортсмена. Например, при массе тела спортсмена 70 кг объем напитка составляет 1,1 л.

Соответствующие объемы разработанного напитка, показатели пищевой и энергетической ценности которого представлены в таблице 5.12, вносят от 80 до 320 ккал в энергетическую ценность суточного рациона, что значительно меньше по сравнению с регидрационными напитками, представленными в продаже, и имеющими калорийность от 30 ккал до
100 ккал в 100 г.

Углеводно-белковый десерт функционального назначения для питания спортсменов, как видно из таблицы 5.13, содержит 24,5 % углеводов, представленных моно- и дисахаридами, которые способны быстро усваиваться при переваривании. Продукты с такими видами углеводов рекомендуются для включения в рационы спортсменов сложнокоординационных видов спорта анаэробной направленности (спортивная и художественная гимнастика, фигурное катание, прыжки в воду) после выполнения физической нагрузки высокой интенсивности [180]. Биологическая ценность десерта улучшена использованием ГСБ, что выгодно отличает его от других классических десертных продуктов.

Массовая доля углеводов в углеводно-белковом десерте на основе молочной сыворотки равная 24,5 %, обеспечивает 86,7 % от общей калорийности продукта, следовательно, продукт рекомендуется для создания, поддержания и восстановления запасов гликогена. Поскольку наиболее активный ресинтез гликогена наблюдается в первые часы после физической нагрузки, гель целесообразно употреблять непосредственно по окончании упражнений. Порция десерта массой 200 г рекомендуется спортсменам с массой тела около 50 кг, что обеспечит поступление 1 г углеводов на 1 кг массы тела, требуемое для быстрого пополнения углеводных запасов в организме [180].

6 УСТАНОВЛЕНИЕ СРОКОВ ГОДНОСТИ И АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОПАСНОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ ПРОДУКТОВ

Пищевые продукты при их изготовлении, хранении, транспортировке и обороте должны храниться при условиях, обеспечивающих качество и безопасность в течение всего срока годности. Установление и обоснование срока годности проводится в соответствии с методическими указаниями «Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов» [104].

При установлении срока годности продукта руководствуются результатами микробиологических, физико-химических и органолептических исследований образцов продукта в течение всего предполагаемого срока годности. При этом сроки исследования продуктов по продолжительности должны превышать предполагаемый срок годности, предусмотренный нормативной документацией, на время, определяемое коэффициентом резерва. Коэффициент резерва скоропортящихся продуктов составляет 1,5 для предполагаемого срока годности до семи суток включительно. Если предполагаемый срок годности равен 30 суток включительно, то коэффициент резерва составляет 1,3, при сроках годности свыше 30 суток – 1,2 [104].

6.1. Изучение свойств кисломолочных продуктов и пасты кисломолочной в процессе хранения и установление срока годности

Для установления срока годности молочно-сывороточных продуктов изучали изменение органолептических и физико-химических показателей, количества жизнеспособных клеток заквасочной микрофлоры, показателей безопасности в процессе их хранения в герметичной упаковке в течение 8 суток. Продолжительность хранения выбрана с учетом гарантийного срока хранения кисломолочных напитков в герметичной упаковке, равного 5, и коэффициента резерва (1,5), применяемого при установлении продолжительности испытания продукта.

Изучением органолептических показателей установлено, что напиток без наполнителя на протяжения всего срока хранения имел чистый кисломолочный вкус и запах, однородную консистенцию, молочно-белый цвет; напиток с наполнителем обладали гармоничным кисломолочным, умеренно сладким вкусом и ароматом внесенного наполнителя, однородной консистенцией, приятным кремовым (для продукта с сиропом шелковицы) или светло-оранжевым (для продукта с облепихой, протертой с сахаром) цветом, обусловленным цветом внесенного наполнителя.

Изучение микробиологических показателей в процессе хранения напитков показало, что через 8 суток хранения при температуре (42)С существенных различий в динамике развития микрофлоры в зависимости от вида основы продукта, а также используемого наполнителя выявлено не было. Содержание жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий в опытных образцах через 8 суток хранения составляет 7,24-7,65 lg КОЕ/см³, лактобацилл – 7,35-7,72 lg КОЕ/см³, что свидетельствует о достаточно хорошей выживаемости этих микроорганизмов в продуктах и обеспечивает их пробиотические свойства в течение всего срока годности. Количество жизнеспособных клеток лактококков в конце срока хранения продуктов (7,49-8,01 lg КОЕ/см³) соответствует их содержанию в традиционных продуктах. Содержание дрожжей в продуктах в процессе их хранения не определялось, так как дрожжи входят в состава заквасочной микрофлоры и не нормируются в готовых продуктах. Ни в одном образце продукта Staphylococcus aureus не были обнаружены в 0,1 см³. Результаты исследований в зависимости от вида продуктов представлены в табл. 6.1, 6.2, 6.3.

Таблица 6.1 – Изменение показателей напитка кисломолочного обогащенного в процессе хранения (без наполнителя)

Наименование показателя	Продолжительность хранения, сутки
	фон	5	8
Титруемая кислотность, Т	82±2	86±2	90±3
Активная кислотность, ед. рН	4,68±0,01	4,54±0,01	4,52±0,01
Количество жизнеспособных клеток пропиновокислых бактерий, lg КОЕ/см3	8,08±0,2	7,86±0,2	7,65±0,1
Количество жизнеспособных клеток ацидофильной палочки, lg КОЕ/см3	8,05±0,2	7,84±0,2	7,72±0,2
Количество жизнеспособных клеток лактококков, lg КОЕ/см3	8,49±0,2	8,27±0,2	8,01±0,1
Количество БГКП (колиформы), отсутствуют в см3	0,1	0,1	0,1
Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, в 25 см3	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено
Плесневые грибы, КОЕ/см3	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено

Таблица 6.2 – Изменение показателей напитка кисломолочного обогащенного в процессе хранения (с сиропом шелковицы)

Наименование показателя	Продолжительность хранения, сутки
	0	5	8
Активная кислотность, ед. рН	4,75±0,02	4,68±0,02	4,58 ±0,02
Количество жизнеспособных клеток пропиновокислых бактерий, lg КОЕ/см3	8,06±0,2	7,87±0,2	7,45±0,2
Количество жизнеспособных клеток ацидофильной палочки , lg КОЕ/см3	8,10±0,2	7,92±0,2	7,62±0,2
Количество жизнеспособных клеток лактококков, lg КОЕ/см3	8,38±0,2	8,20±0,2	7,91±0,2
Количество БГКП (колиформы), отсутствуют в см3	0,1	0,1	0,1
Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, в 25 см3	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено
Плесневые грибы, КОЕ/см3	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено

Таблица 6.3 – Изменение показателей напитка кисломолочного обогащенного в процессе хранения (с сиропом облепихи)

Наименование показателя	Продолжительность хранения, сутки
	0	5	8
Активная кислотность, ед. рН	4,68±0,02	4,63±0,02	4,52±0,02
Количество жизнеспособных клеток пропиновокислых бактерий, lg КОЕ/см3	8,06±0,2	7,87±0,2	7,45±0,2
Количество жизнеспособных клеток ацидофильной палочки , lg КОЕ/см3	8,10±0,2	7,92±0,2	7,62±0,2
Количество жизнеспособных клеток лактококков, lg КОЕ/см3	8,38±0,2	8,20±0,2	7,91±0,2
Количество БГКП (колиформы), отсутствуют в см3	0,1	0,1	0,1
Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, в 25 см3	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено
Плесневые грибы, КОЕ/см3	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено

Титруемая кислотность в продукте без наполнителя в процессе хранения повышалась на (8-9) Т, что не превышало установленных норм для традиционных кисломолочных продуктов. Активная кислотность продуктов с использованием наполнителя снижалась на 0,16-0,17 единиц рН. Органолептические показатели продуктов практически оставались без изменений. Изменение реологических характеристик напитка в процессе хранения приведено в табл.6.4.

Таблица 6.4 – Изменение реологических характеристик напитков кисломолочных обогащенных во время хранения

Продолжительность хранения, сутки	Структурно-механические показатели
	Потеря вязкости, %	Восстановление структуры, %	Коэффициент механической стабильности
Без наполнителя
0	34,62	76,92	1,53
5	30,77	78,56	1,46
7	41,18	70,59	1,70
11	55,88	64,71	1,91
С сиропом шелковицы
0	30,12	90,00	1,43
5	30,77	92,31	1,43
7	33,23	85,71	1,45
11	34,14	76,92	1,48
С сиропом облепихи
0	33,33	85,52	1,50
5	32,05	87,15	1,45
7	34,12	82,19	1,51
11	42,13	79,25	1,65

Сравнительная оценка структурно-механических свойств в процессе хранения напитков показала, что опытные образцы через 5, 7, 8, 11 сутки хранения имеют несколько более высокие значения вязкости, чем образцы, исследуемые после сквашивания. Это, по-видимому, связано с дальнейшей стабилизацией структуры, что подтверждает изменение эффективной вязкости продукта во времени при воздействии на него однородного поля сдвига и расчет реологических коэффициентов. Однако, необходимо отметить, что способность структуры продукта к восстановлению после механического воздействия в процессе хранения незначительно уменьшалась, что можно объяснить перезарядкой мицелл казеина вследствие нарастания кислотности, и, следовательно, частичным снижением его способности формировать прочные структурные связи.

В процессе хранения продуктов наблюдалось незначительное снижение влагоудерживающих свойств. Следует отметить, что напитки с растительными наполнителями отличаются более высокими тиксотропными свойствами (коэффициент потерь вязкости уменьшается на 10-13 %, относительная степень восстановления структуры увеличивается на 12-13 %) и влагоудерживающей способностью (повышается на 3-5 %), что объясняется проявлением гелеобразующих свойств наполнителей.

Изучение микробиологических показателей в процессе хранения кисломолочной пасты с добавлением 20 % НФ-концентрата при температуре (4±2) °С показало (таблицы 6.5, 6.6), что в среднем содержание жизнеспособных клеток бифидобактерий и молочнокислых бактерий через
5 суток уменьшается в 6 и 5 раз, соответственно.

В дальнейшем количество бактерий практически не изменяется. Следует отметить, что через 8 суток хранения количество жизнеспособных клеток бифидобактерий составляет не менее 45 млн. КОЕ/г, а ацидофильной палочки – не менее 30 млн. КОЕ/г, что свидетельствует о достаточно хорошей выживаемости этих микроорганизмов в продукте и обеспечивает его пробиотические свойства в течение всего срока годности.

По содержанию бактерий группы кишечной палочки, Staphylococcus aureus, патогенных микроорганизмов, в том числе сальмонелл, дрожжей и плесеней на протяжении всего срока хранения продукты соответствовали показателям, установленным Техническим регламентом Таможенного союза 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции». Протоколы испытаний продуктов представлены в Приложении Д.

Титруемая кислотность продуктов в процессе хранения повышалась на 8-10 ^оТ, что не превышает установленных норм для традиционных кисломолочных продуктов.

Таблица 6.5 – Изменение показателей пасты кисломолочной обогащенной в процессе хранения

Наименование показателя	Продолжительность хранения, сутки
	фон	5	8
Титруемая кислотность, °Т	144±2	151±2	152±2
Количество жизнеспособных клеток бифидобактерий, ln КОЕ/г	19,4±0,06	17,8±0,06	17,6±0,07
Количество жизнеспособных клеток ацидофильной палочки, ln КОЕ/г	19,1±0,06	17,5±0,1	17,2±0,05
Количество жизнеспособных клеток лактококков, ln КОЕ/г	19,7±0,07	17,9±0,07	17,7±0,06
Количество БГКП (колиформы), в 0,1 г	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено
Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, в 25 г	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено
Дрожжи и плесени, КОЕ/г	менее 1	менее 1	от менее 10 до 20
Staphylococcus aureus в 1,0 г	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено

Таблица 6.6 – Изменение показателей пасты кисломолочной обогащенной с облепихой, протертой с сахаром, в процессе хранения

Наименование показателя	Продолжительность хранения, сутки
	фон	5	8
Титруемая кислотность, °Т	136±2	148±2	150±2
Количество жизнеспособных клеток бифидобактерий, ln КОЕ/г	17,5±0,04	16,4±0,06	15,9±0,04
Количество жизнеспособных клеток ацидофильной палочки, ln КОЕ/г	17,0±0,07	16,3±0,05	15,7±0,05
Количество жизнеспособных клеток лактококков, ln КОЕ/г	17,7±0,06	16,6±0,06	16,1±0,07
Количество БГКП (колиформы), в 0,1 г	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено
Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, в 25 г	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено
Дрожжи и плесени, КОЕ/г	менее 1	менее 1	менее 1
Staphylococcus aureus в 1,0 г	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено

Результаты исследований органолептических показателей показали, что паста кисломолочная обогащенная без плодово-ягодного наполнителя на протяжении всего срока хранения имела чистый кисломолочный вкус и запах, однородную консистенцию, молочно-белый цвет. Паста кисломолочная обогащенная с добавлением облепихи, протертой с сахаром обладала гармоничным кисломолочным, умеренно-сладким вкусом и ароматом внесенной облепихи, однородной консистенцией, приятным характерным цветом, внесенного наполнителя.

Таким образом, анализ экспериментальных данных позволил установить допустимый срок хранения разработанных продуктов в герметичной упаковке при температуре (42) С – 5 суток. Изучение динамики развития заквасочной микрофлоры в процессе хранения показало, что содержание жизнеспособных клеток пробиотических микроорганизмов на конец срока годности свидетельствует о выраженных пробиотических свойствах продуктов.

6.2 Установление сроков годности пробиотических напитков с ГСБ и волокном Citri-Fi

Для установления срока годности кисломолочного продукта изучали изменение органолептических и физико-химических показателей, количества жизнеспособных клеток заквасочной микрофлоры, показателей безопасности в процессе хранения в герметичной упаковке в течение 13 суток. Продолжительность хранения выбрана с учетом предполагаемого срока хранения кисломолочных напитков в герметичной упаковке, равного 10 суток, и коэффициента резерва (1,3), применяемого при установлении продолжительности испытания продукта [104].

Анализ органолептических показателей выявил, что продукты на протяжения всего срока хранения имели чистый кисломолочный вкус и запах, с легким привкусом ГСБ, однородную консистенцию, молочно-белый цвет.

Изучение микробиологических показателей в процессе хранения продуктов показало, что через 13 суток хранения при температуре (42) С существенных различий в динамике развития микрофлоры в зависимости от состава продукта не выявлено. Результаты исследований представлены в таблицах 6.7, 6.8.

Таблица 6.7 – Изменение показателей кисломолочного продукта с массовой долей ГСБ 1 % и массовой долей пищевого волокна 0,1 % в процессе хранения

Наименование показателя	Продолжительность хранения, сутки
	фон	5	10	13
Титруемая кислотность, Т	116,3±1,1	118,7±1,2	123,0±1,0	125,3±1,1
Количество жизнеспособных клеток Bf, КОЕ/см3	(1,2-1,8)∙108	(1,2-1,4)∙108	(6,8-7,5)∙107	(3,6-3,7)∙107
Количество жизнеспособных клеток LbA, КОЕ/см3	(5,6-5,8)∙107	(4,6-4,8)∙107	(3,6-3,8)∙107	(3,6-3,9)∙107
Количество жизнеспособных клеток StST, КОЕ/см3	(1,4-1,6)∙109	(1,2-1,3)∙109	(8,5-8,7)∙108	(6,4-7,8)∙108
Количество БГКП (колиформы), отсутствуют в см3	0,1	0,1	0,1	0,1
Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, в 25 см3	–	–	не обнаружено	–
Плесневые грибы, КОЕ/см3	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено
S.aureus в 0,1 см3	–	–	не обнаружено	–

Через 13 суток хранения содержание жизнеспособных клеток бифидобактерий в опытных образцах с массовой долей ГСБ 1 % составляло (1,3-2,7)∙10⁷ КОЕ/см³ и (3,6-3,7)∙10⁷ КОЕ/см³ – при массовой доле ГСБ 3 %. Это свидетельствует о хорошей выживаемости данных микроорганизмов в продукте и обеспечивает его пробиотические свойства в течение всего срока годности.

Количество жизнеспособных клеток молочнокислых стрептококков в конце срока хранения продукта также соответствовало их содержанию в традиционных кисломолочных продуктах.

Таблица 6.8 – Изменение показателей кисломолочного продукта с массовой долей ГСБ 3 % и массовой долей пищевого волокна 0,5 % в процессе хранения

Наименование показателя	Характеристика и значение
	Продолжительность хранения, сутки
	фон	5	10	13
Титруемая кислотность, Т	137,0±1,0	142,7±1,1	144,7±1,0	145,7±0,6
Количество жизнеспособных клеток Bf, КОЕ/см3	(2,4-2,6)∙108	(1,2-1,4)∙108	(5,6-7,6)∙107	(1,3-2,7)∙107
Количество жизнеспособных клеток LbA, КОЕ/см3	(6,5-6,8)∙107	(5,6-5,8)∙107	(1,5-2,8)∙107	(1,3-1,8)∙107
Количество жизнеспособных клеток StST, КОЕ/см3	(1,2-1,4)∙109	(1,2-1,4)∙109	(6,9-8,8)∙108	(5,6-5,8)∙108
Количество БГКП (колиформы), отсутствуют в см3	0,1	0,1	0,1	0,1
Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, в 25 см3	–	–	не обнаружено	–
Дрожжи и плесневые грибы, КОЕ/см3	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено	не обнаружено
S.aureus в 0,1 см3	–	–	не обнаружено	–

Титруемая кислотность продуктов в процессе хранения повышалась на 8 Т или на 9 Т, что не превышало установленных норм для традиционных кисломолочных продуктов.

По содержанию бактерий группы кишечной палочки, Staphylococcus aureus, патогенных микроорганизмов, в том числе сальмонелл, дрожжей и плесневых грибов на протяжении всего срока хранения продукт соответствовал показателям, установленным Техническим регламентом Таможенного союза 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции».

Кроме микробиологических показателей, на протяжении всего срока хранения определялась влагоудерживающая способность сгустков (уровень синерезиса). Контрольными образцами являлись сгустки без добавления волокна, опытные – с волокном. На рисунке 6.1 представлены усредненные результаты исследований по всем вариантам продукта.

а	б
Рисунок 6.1 – Влагоудерживающая способность контрольных и опытных образцов продукта а – без волокна; б – с волокном

По результатам исследований влагоудерживающей способности сгустков до внесения волокна и после, делаем вывод, что внесение пищевого волокна снижает интенсивность выделения сыворотки во всех опытных вариантах примерно на 20-25%, значительно улучшая влагоудерживающие свойства молочных сгустков.

Таким образом, анализ экспериментальных данных позволил установить допустимый срок хранения разработанного продукта в герметичной упаковке при температуре (42) С – 10 суток.

6.3 Обоснование срока годности сквашенного функционального продукта, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами

Проектируемый продукт относится к скоропортящимся (срок годности до 7 суток), на основании этого коэффициент резерва принят равным 1,5. Продолжительность хранения продукта для установления срока годности и периодичность контроля показателей качества и безопасности устанавливается с учетом предполагаемого срока хранения (5 суток в герметичной упаковке при температуре (4±2) ºС). Продолжительность хранения составила 8 суток, периодичность контроля показателей качества и безопасности производилась 3 раза: в свежевыработанном продукте (фон), на 5 и 8 сутки хранения.

Органолептические и физико-химические показатели качества на протяжении всего срока хранения соответствовали требованиям, установленным для разрабатываемого продукта.

Микробиологические показатели безопасности продукта в течение всего срока хранения соответствовали требованиям ТР ТС 033, представлены в таблице 6.11.

Таблица 6.11 ‒ Микробиологические показатели качества сквашенного функционального продукта, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами

Срок хранения продукта, сутки	Количество молочнокислых микроорга-низмов, КОЕ/ см3 (г)	Масса продукта (г, см3), в которой не обнаружены
		БГКП	S. aureus	Патогенные, в том числе сальмонеллы	Дрожжи, плесени, КОЕ/ см3 (г),не более	L. monocytogenes
8	Не менее 1·107	0, 1	1,0	25	Д-50 П-50

Протоколы испытаний по микробиологическим показателям безопасности представлены в приложении Г.

Таким образом срок годности продукта в герметичной упаковке при температуре (4±2) ºС установлен и составляет 5 суток.

6.4 Установление сроков годности регидрационного напитка и углеводно-белкового десерта функционального назначения для питания спортсменов

Органолептические показатели продуктов, выработанных по разработанным технологическим схемам, исследованы в процессе хранения.

Регидрационный напиток на основе молочной сыворотки и фруктового сиропа пастеризованный хранили при (4±2) ^оС. При хранении в указанных условиях регидрационных напитков минерально-сывороточных их внешний вид и консистенция практически не изменялись на протяжении всего периода наблюдения. Вкус и запах характеризовались слабо выраженным оттенком сыворотки и фруктово-ягодного компонента, без посторонних привкусов и запахов.

Сроки хранения регидрационного напитка установлены по результатам исследований, представленных в таблицах 6.14 и 6.15.

Таблица 6.14 – Результаты органолептических показателей регидрационного напитка на основе молочной сыворотки и фруктового сиропа

Срок хранения, сутки	Показатели				Итоговая оценка, балл
	Вкус	Запах	Цвет	Консистенция
0	4,5±0,1	4,5±0,1	4,0±0,1	4,8±0,1	17,8±0,1
5	4,5±0,1	4,5±0,1	4,0±0,1	4,8±0,1	17,8±0,1
10	4,5±0,1	4,5±0,1	4,0±0,1	4,7±0,1	17,7±0,1
15	4,4±0,1	4,5±0,1	4,0±0,1	4,6±0,1	17,5±0,1
20	4,3±0,1	4,5±0,1	4,0±0,1	4,5±0,1	17,3±0,1
25	4,2±0,1	4,0±0,1	4,0±0,1	4,1±0,1	16,3±0,1

Таблица 6.15 – Исследования микробиологических показателей регидрационного напитка в хранении

Продолжительность хранения, сутки	Микробиологические показатели
	КМАФАнМ, КОЕ/см3	БГКП, отсутствие в см3
0	1,27∙102	10
5	1,33∙102	10
10	6,05∙102	10
15	7,29∙102	10
20	18,79∙102	10
25	82,50∙102	10

На конец срока хранения не выявлено изменений титруемой кислотности и осмоляльности напитков, что также говорит о высокой эффективности тепловой обработки и хорошей хранимоспособности продукта. С учетом гарантийного коэффициента резерва установлены сроки хранения пастеризованного напитка в течение 15 суток.

Сроки годности углеводно-белкового десерта на основе творожной сыворотки для питания спортсменов устанавливали при температуре
(4±2) ^оС. Продукт вырабатывали с яблочным пюре. Итоговая органолептическая оценка образцов в баллах рассчитана с учетом вклада каждого показателя, как сумма произведения оценки показателя качества на соответствующий ему весовой коэффициент. Результаты представлены в таблице 6.16.

Таблица 6.16 – Дегустационная карта результатов органолептической оценки углеводно-белкового десерта на основе творожной сыворотки для питания спортсменов

Срок хранения, сутки	Показатели				Итоговая оценка, балл
	Вкус	Запах	Цвет	Консистенция
0	4,6±0,1	4,2±0,1	4,5±0,1	4,0±0,1	17,3±0,1
7	4,5±0,1	4,2±0,1	4,5±0,1	3,8±0,1	17,0±0,1
14	4,3±0,1	4,1±0,1	4,5±0,1	3,6±0,1	16,5±0,1
21	4,0±0,1	4,1±0,1	4,5±0,1	3,1±0,1	15,7±0,1

Вкус углеводно-белкового десерта на основе молочной сыворотки был сладким, отличался слабо выраженным привкусом сыворотки и яблочного пюре. Посторонних привкусов и запахов не выявлено па протяжении всего периода исследования. По внешнему виду и консистенции продукт представлял собой однородную непрозрачную дисперсию, без комочков и хлопьев. Цвет образцов характеризовался не интенсивно выраженным оттенком фруктово-ягодного наполнителя. Эти показатели сохранялись неизменными практически до конца предполагаемого срока годности продукта. Суммарная оценка несколько снижалась на 21-е сутки из-за усиления кислого вкуса и появления не интенсивной зернистости структуры.

Результаты микробиологических исследований углеводно-белкового десерта при хранении представлены в таблице 6.17.

Таблица 6.17 – Микробиологические показатели углеводно-белкового десерта в хранении

Срок хранения, сутки	Микробиологические показатели
	КМАФАнМ, КОЕ/см3	БГКП, отсутствие в см3
0	(2,11±0,19)∙102	10
5	(4,17±0,20)∙102	10
10	(10,65±0,21)∙102	10
15	(21,16±0,10)∙102	10
20	(90,16±0,20)∙102	10
25	(100,20±0,10)∙103	10

По данным таблицы 6.17, КМАФАнМ на конец предполагаемого срока годности углеводно-белкового десерта на основе творожной сыворотки для питания спортсменов составляло (100,20±0,10)∙10³ КОЕ/см³, следовательно, нормативные показатели для данного продукта могут быть установлены на уровне показателей для напитков, коктейлей, киселей и других продуктов, получаемых на основе сыворотки по ТР ТС 033/2013 [173]. Рекомендуемый срок годности продукта с учетом коэффициента резерва составляет 15 суток.

Результаты микробиологических исследований показателей качества и безопасности образцов опытных партий продуктов после холодильного хранения, представленные в таблице 6.18,

Таблица 6.18 – Микробиологических показатели готовых продуктов на конец срока годности по данным аккредитованных лабораторий

Продукт	КМАФАнМ, не более	Количество продукта, в котором не обнаружены				Дрожжи,	Плесневые грибы
		БГКП (колиформы)	S. aureus	Сальмонеллы	L.mono cytogenes
Углеводно-белковый десерт	менее 1,5∙102 КОЕ/см3	0,01 см3	1,0 см3	25 см3	25 см3	–	–
Напиток регидрационный	менее 1,5∙102 КОЕ/см3	0,01 см3	1,0 см3	25 см3	25 см3	–	–

Допустимые уровни содержания потенциально опасных веществ в исходном сырье не превышали норм, установленных в ТР ТС 021/2011 [182] и ТР ТС 033/2013 [173] (Приложение В). Экспертиза продуктов, полученных при выработке опытных партий, подтвердила показатели качества и микробиологической безопасности продуктов, а также надежность разработанных технологических схем и их применимость в условиях промышленного производства (Приложение Д).

7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ПОСТАНОВКА НА ПРОИЗВОДСТВО РАЗРАБОТАННЫХ ПРОДУКТОВ

В производстве молочных, молочных составных и молокосодержащих продуктов принят нормативный метод учета расходования сырья и материалов. Норма расхода сырья на единицу молочной продукции, а в производстве сыра и масла – выход продукта, – это важнейшие показатели эффективности работы предприятия. Нормы расхода сырья представляют теоретический расход сырья на выпуск продукции за вычетом технологических потерь и отходов производства, которые зависят от годового объема переработки^[4], организации производства, технического состояния оборудования, качества перерабатываемого сырья и ряда других факторов. При использовании оборудования меньшей производительности, против указанной в таблице, нормы расхода сырья увеличиваются на 0,1 %. Также показателем, понижающим выход продукта, является загрузка оборудования. При среднесуточной выработке продукта менее 50 % сменной мощности цеха, нормы расхода сырья возрастают на 0,3 % [183].

7.1 Расчет технико-экономических показателей разработанных продуктов

В производстве молочной продукции необходимо учитывать дополнительный расход молочного сырья на все операции, предусмотренные технологическим процессом (приемка, пастеризация, охлаждение, хранение и наполнение емкостей и др.).

Расчет расхода сырья в производстве пробиотических продуктов резервуарным способом, сделанный с учетом молочнокислого процесса и розлива продукта в стаканчики из полимерных материалов, представлен в таблице 7.1.

Из данных таблицы 7.1 следует, что при объеме производства менее
3 000 кг в сутки норма потерь составит 1,06 %, а норма расхода – 1010,6 кг/т продукта.

Таблица 7.1 – Нормы потерь и расхода сырья в производстве пробиотических продуктов резервуарным способом

Операция технологического процесса	Норма
	потерь, %	расхода сырья, кг/т
Приемка сырья	0,06
Нормализация	0,06
Очистка	0,03
Пастеризация, охлаждение	0,12
Заквашивание, сквашивание, охлаждение	0,24
Розлив в стаканчики из полимерных материалов	0,55
Итого	1,06	1010,6
Дополнительные потери в производстве продукции менее 3 000 кг в сутки	0,1

Аналогично рассчитаны нормы потерь и расхода сырья производстве регидрационных напитков и углеводно-белкового десерта на основе творожной сыворотки для питания спортсменов и представлены в таблицах 7.2 и 7.3.

Таблица 7.2 – Нормы потерь и расхода сырья в производстве регидрационных напитков

Операция технологического процесса	Норма
	потерь, %	расхода сырья, кг/т
Приемка сырья	0,06
Нормализация	0,06
Очистка	0,03
Пастеризация, охлаждение	0,12
Осаждение казеиновой пыли	0,24
Розлив в бутылочки из полимерных материалов	0,55
Итого	1,06	1010,6
Дополнительные потери в производстве продукции менее 3 000 кг в сутки	0,1

Таблица 7.3 – Нормы потерь и расхода сырья в производстве углеводно-белкового десерта на основе творожной сыворотки для питания спортсменов

Операция технологического процесса	Норма
	потерь, %	расхода сырья, кг/т
Приемка сырья	0,06
Нормализация	0,06
Очистка	0,03
Пастеризация, охлаждение	0,12
Розлив в пакеты PURE-PAK объемом 0,25 л и 0,5 л	0,55
Итого	0,78	107,8
Дополнительные потери в производстве продукции менее 3 000 кг в сутки	0,1

Списание сырья, вспомогательных материалов, химикатов, реактивов, тары и упаковочных материалов на выработку 1000 кг готовых продуктов производится по фактическому расходу в пределах, не превышающих установленные предприятием индивидуальные нормы расхода сырья и материалов, утвержденные в установленном порядке.

Расчеты себестоимости, прибыли и цен на продукты выполнены на основании рецептур разработанных продуктов с учетом потерь и издержек, которые несет предприятие по изготовлению продуктов и их последующей реализации. К издержкам относили траты связанные с закупкой сырья и материалов, необходимых для производства, оплатой труда работников, транспортировкой, хранением и реализацией готовой продукции.

Себестоимость складывалась из суммы переменных и постоянных затрат. Переменные затраты определялись объемом выпуска продукции и включали стоимость сырья и материалов, транспортно-заготовительные расходы, энергозатраты (Приложение Е). Постоянные затраты, не зависящие от объема производства, включали затраты на повременную заработную плату с отчислениями, цеховые, общезаводские расходы, затраты на подготовку и освоение продукции, расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, и пр. В расчете стоимости сырья и материалов использовали средние по России цены за 2017-2019 годы, итоговые данные приведены в таблице 7.4.

Таблица 7.4 – Показатели экономической эффективности разработанных продуктов

Вид продукта	Прибыль от реализации, тыс. руб/1 т продукта
Напиток пробиотический на основе обезжиренного молока и подсырной сыворотки без наполнителя	6,60-7,76
Напиток пробиотический на основе обезжиренного молока и подсырной сыворотки с сиропом шелковицы	3,00-3,35
Продукт пробиотический с БУО без наполнителя	6,60-7,76
Продукт пробиотический с БУО с сиропом облепихи	3,00-3,35
Паста кисломолочная обогащенная без наполнителя	26,00-27,95
Паста кисломолочная обогащенная с наполнителем	35,00-36,63
Продукт пробиотический с ГСБ и пищевым волокном	4,36-6,24
Сквашенный функциональный продукт, обогащенный ПНЖК	11,80-12,08
Регидрационный напиток на основе молочной сыворотки и фруктового сиропа	9,7-17,6
Углеводно-белковый десерт функционального назначения для питания спортсменов	56,8-98,8

Результаты расчета, выполненные на основании рецептур, с учетом суммы всех издержек, которые несет предприятие по изготовлению продуктов и их последующей реализации, показали высокую экономическую эффективность от внедрения разработанных технологий.

7.2 Проведение производственных испытаний разработанных технологий

Проведение производственных испытаний показало применимость разработанных технологий в промышленных условиях. Предложенные технологии прошли производственные проверки на АО «Учебно-опытный молочный завод» ВГМХА им. Н. В. Верещагина (Приложение Г).

Народно-хозяйственное значение разработанных технологий и производства молочных, молочных составных и молокосодержащих СПП для питания спортсменов обусловлено производственной и социальной эффективностью. Она складывается из таких показателей, как:

— целевое использование различного молочного сырья в замкнутом технологическом цикле;

— увеличение существующей загрузки промышленного оборудования предприятий молочной отрасли;

— насыщение рынка качественными и недорогими отечественными продуктами, полноценно заменяющими импортные аналоги;

— расширение ассортимента пищевых продуктов, ориентрованных на спортсменов и лиц с повышенной физической активностью.

Научные положения, результаты физико-химических, биохимических, реологических исследований, практические решения по созданию рецептур и технологий специализированных продуктов питания, полученные при выполнении работы внедрены в учебный процесс и используются непосредственно в образовательных технологиях и методическом обеспечении таких дисциплин, как «Химия пищевых производств», «Пищевая химия», «Биохимия», «Реология», «Биохимия сельскохозяйственной продукции» и др. в направлениях подготовки бакалавриата (15.03.02 Технологические машины и оборудование, 19.03.03 Продукты питания животного происхождения, 35.03.07 Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции) и аспирантуры (19.06.01 Промышленная экология и биотехнологии).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По материалам исследований, выполненных в разделах 4 и 5, а также на основании результатов установления сроков годности продуктов, разработаны и утверждены в установленном порядке нормативные документы на производство: «Кисломолочный продукт с гидролизатом сывороточных белков и пищевым волокном» (ТУ 10.51.52-006-00493250-2019 и ТИ ТУ 10.51.52-006-00493250), «Напиток регидрационный минерально-сывороточный с фруктовым компонентом» (ТУ 10.51.55-007-00493250-2019 и ТИ ТУ 10.51.55-007-00493250), «Продукт кисломолочный обогащенный» (СТО 00493250-006-2019 и ТИ СТО 00493250-006), «Напиток кисломолочный обогащенный» (СТО 00493250-007-2019 и ТИ СТО 00493250-007), «Паста кисломолочная обогащенная» (СТО 00493250-009-2019 и ТИ СТО 00493250-009), «Сквашенный продукт функционального назначения» (СТО 00493250-010-2019 и ТИ СТО 00493250-010), «Десерт на основе молочной сыворотки для спортивного питания» (СТО 00493250-011-2019 и ТИ СТО 00493250-011). Комплекты нормативных документов на производство продуктов представлены в Томе 2 отчета о НИР.

Материалы исследований доложены:

— на IV Международной молодежной научно-практической конференции «Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов – регионам», 25 апреля 2019 года (Зайцев К.А., Грунская В.А.; Кузина Е.А., Грунская В.А., Габриелян Д.С.; Симанова Е.С., Грунская В.А., Забегалова Г. Н., Новокшанова А. Л., Родионов В. Н).

— всероссийской научно-практической конференции «Передовые достижения науки в молочной отрасли», 25 октября 2019 года
(Кузин А. А., Новокшанова А. Л.).

По результатам НИР опубликованы статьи:

1. Зайцев К.А., Грунская В.А. Разработка технологии творожного продукта с повышенной пищевой и биологической ценностью // Том 2. Часть 2. Технические науки: Сборник научных трудов по результатам работы IV международной молодежной научно-практической конференции «Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов – регионам». – Вологда–Молочное: ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА, 2019. – С.120-126.
2. Кузина Е.А., Грунская В.А., Габриелян Д.С. Творожный десерт с функциональными свойствами // Том 2. Часть 2. Технические науки: Сборник научных трудов по результатам работы IV международной молодежной научно-практической конференции «Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов – регионам». – Вологда-Молочное: ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА, 2019. – С.161-166.
3. Симанова Е.С., Грунская В.А. Разработка мероприятий по управлению качеством и безопасностью творожного продукта // Том 2. Часть 2. Технические науки: Сборник научных трудов по результатам работы IV международной молодежной научно-практической конференции «Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов – регионам». – Вологда–Молочное: ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА, 2019. – С.290-294.
4. Забегалова Г.Н., Перевалова Л.Н. Обеспечение безопасности выпуска кефирного продукта «На здоровье». В сборнике: Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов – регионам Сборник научных трудов по результатам работы IV международной молодежной научно-практической конференции. 2019. С. 252-257.
5. Родионов, В.Н. Перспективы использования нанофильтрата-концентрата в спортивном питании / В.Н. Родионов, А.Л. Новокшанова // Сборник трудов ВГМХА по результатам IV международной молодежной научно-практической конференции «Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов – регионам». Том 2. Технические науки. – Вологда-Молочное. – 2019. – С. 269-273.
6. Никитюк, Д. Б. Минералы в продуктах углеводно-белковой и белковой направленности для спортивного питания / Д.Б. Никитюк, А.Л. Новокшанова // Теория и практика персонализированного питания. – 2019. – № 1. – С. 36-40.
7. Новокшанова, А.Л., Шохалов В.А. Матвеева Н.О., Абабкова А.А., Родионов В. Н. Подбор ингредиентов рецептуры белково-углеводного геля для питания спортсменов на основе концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией / А.Л. Новокшанова,
   В.А. Шохалов, Н.О.Матвеева, А.А. Абабкова, В.Н. Родионов // Молочнохозяйственный вестник. – 2019. – № 3. – С. 140-148.
8. Новокшанова А.Л. Молоко и молочные продукты: потребительский, медико-биологический, маркетинговый подходы // Передовые достижения науки в молочной отрасли: Сборник научных трудов по результатам работы всероссийской научно-практической конференции / Отв. редактор С.Е. Поромонов. – Вологда, 2019. – С. 18-23.
9. Медведева Н.А., Кузин А.А. Молочная промышленность России: готовность к изменениям // Передовые достижения науки в молочной отрасли: Сборник научных трудов по результатам работы всероссийской научно-практической конференции / Отв. редактор
   С.Е. Поромонов. – Вологда, 2019. – С. 88-93.

По результатам НИР получен патент на изобретение РФ № 2708331 Способ производства десерта функционального назначения (от 05.12.2019).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пасько, О.В. Новые пробиотические молокосодержащие продукты / О.В. Пасько // Молочная промышленность. – 2008. – № 10. – С. 81-82.
2. Ожгихина, Н.Н. Рациональная переработка молочной сыворотки / Н.Н. Ожгихина, Т.А. Волкова // Переработка молока. – 2012. – № 9. –
   С. 44 – 46.
3. Габриелян, Д.С., Грунская, В.А. Технологии обогащенных кисломолочных продуктов / Д.С. Габриелян, В.А. Грунская // Переработка молока. – 2017. – № 2 (208). – С. 30-35.
4. Габриелян, Д.С., Грунская В.А. Ресурсосберегающая технология обогащенных кисломолочных напитков /Д.С. Габриелян, В.А. Грунская // Пищевая промышленность. – 2014. — № 8. – С. 12-14.
5. Грунская, В.А. Пробиотические кормовые добавки и продукты на основе молочного сырья: монография / В.А. Грунская, Г.В. Борисова. – Вологда-Молочное: ИЦ ВГМХА, 2010. – 97 с.
6. Бояричева, И.В., Хамагаева, И.С. Исследование биохимической активности пропионовокислых бактерий и комбинированной закваски на основе адаптированной смеси / И.В. Бояричева, И.С. Хамагаева // Техника и технология пищевых производств. – 2013. — № 4. – С. 35 – 38.
7. Новые технологии производства функциональных напитков на основе молочной сыворотки / С.В. Демченко, Е.В. Барашкина, О.Л. Малеева, Е.С [и др.] // Пищевая технология. – 2008. — № 2-3. – С. 20 – 23.
8. Голубева, Л.В., Долматова, О.И., Крысан, О.Г. Напиток растительно-молочный «Ацидофильный» / Л.В. Голубева, О.И. Долматова, О.Г. Крысан // Молочная промышленность. – 2008. – № 7. – С. 72.
9. Органолептическая оценка молочных продуктов с использованием сухого сырья калины / С.М. Лупинская, С.В. Орехова, С.Г. Чечко,
   О.О. Дементьева // Техника и технология пищевых производств. – 2013. – №4. – С. 22 — 26.
10. Забодалова, Л.А. Функциональные пищевые продукты — путь к здоровью / Л.А. Забодалова // Переработка молока. – 2006. – № 11. – С. 8-11.
11. Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации. – URL: http://kremlin.ru/acts/6752. – Текст: электронный.
12. Прогрессивный подход к классическим технологиям / Д.Н. Володин, В.К. Топалов, М.В. Головкина [и др.] // Молочная промышленность. – 2012. — № 10. – С 31-32.
13. Волкова, Т.А. О роли продуктов из сыворотки / Т.А. Волкова // Молочная промышленность. – 2012. – № 4. – С. 69.
14. Ганина, В.И. Разработка технологии десертов из молочной сыворотки / В.И. Ганина, М.М. Соничева, И.В. Ким // Переработка молока. – 2008. – № 4. – С. 26-27.
15. Храмцов, А.Г. Ценность молочной сыворотки / А.Г. Храмцов // Переработка молока. – 2010. – №7. – С. 40-43.
16. Храмцов, А.Г. Инновационные приоритеты использования молочной сыворотки на принципах логистики безотходной технологии / А.Г.Храмцов, И. А. Евдокимов, П.Г. Нестеренко П.Г // Молочная промышленность. – 2008. – № 6. – С. 28-31.
17. Хамагаева, И.С., Выбор оптимального соотношения культур в симбиотической закваске кефирных грибков и пропионовокислых бактерий / И. С. Хамагаева, И.В. Крючкова // Рыбохозяйственные исследования мирового океана: Материалы III Международной научной конференции. – Владивосток, 2005. — С. 51-52.
18. Рамонова, З.Г. Напитки на основе подсырной сыворотки /
    З.Г. Рамонова, Р.Г. Кабисова, Б.Г. Цугкиев // Молочная промышленность. – 2008. – № 11. – С. 55.
19. Калинина, Л.В. Технология цельномолочных продуктов /
    Л.В. Калинина, В.И. Ганина, Н.И. Дунченко. – СПб.: ГИОРД, 2008. – 248 с.
20. Гапонова, Л.В. Переработка и применение молочной сыворотки /Л.В. Гапонова, Т.А. Полежаева, Н.В. Волотовская // Молочная промышленность. – 2009. – № 10. – С. 34 — 35.
21. Король, В.Ф. Люпиновый сывороточный продукт / В.Ф. Король, Г.Н. Лахмоткина // Молочная промышленность. – 2011. – № 10. – С. 60-61.
22. ГОСТ Р 52349-2005. Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения = Foodstuffs. Functional foods. Terms and definitions : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен 2006-07-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2008. – 8 с.
23. ГОСТ Р 54059-2010. Продукты пищевые функциональные. Ингредиенты пищевые функциональные. Классификация и общие требования = Functional foods. Functional food ingredients. Classification and general requirements : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен 2012-01-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2011. – 8 с.
24. ГОСТ Р 55577-2013. Продукты пищевые функциональные. Информация об отличительных признаках и эффективности = Specialized and functional foodstuffs. Information about the distinctive signs and efficiency claims : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен 2015-01-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2014. – 17 с.
25. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 027/2012 «О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания» : [принят Решением Совета Евразийской экономической комиссии № 34 от 15 июня 2012 года]. – URL: http://tsous.ru (дата обращения: 18.05.2019). – Текст : электронный.
26. Классификация и характеристика специализированных продуктов для питания спортсменов / В.М. Воробьева, Л.Н. Шатнюк, И.С. Воробьева [и др.] // Вопросы питания. – 2010. – № 6 (79). – С. 64-68.
27. Новокшанова, А.Л. Продукты спортивного питания /
    А.Л. Новокшанова, Е.В. Ожиганова // Молочная промышленность. – 2012. – № 6. – С. 82-83.
28. Практические рекомендации. Состав и определение перечня продуктов питания, которые обеспечивают восстановление энергии после интенсивных мышечных нагрузок, в частности для спортсменов. Международная научная конференция по вопросам состояния и перспективам развития медицины в спорте высших достижений «СпортМед–2007». – 24–25 ноября 2007 г. Москва, Экспоцентр, «Конгресс-Центр» – 44 с.
29. Гаврилов, Г.Б. Закономерности мембранного концентрирования сывороточных белков / Г.Б. Гаврилов, Б.Г. Гаврилов // Техника и технология пищевых производств. – 2009. – № 1. – С. 26-28.
30. Основной обмен как интегральный количественный показатель интенсивности метаболизма / К.В. Выборная, А.И. Соколов,
    И.В. Кобелькова [и др.] // Вопросы питания. – 2017. – № 5 (86). –
    С. 5-10.
31. Термодинамический анализ метаболизма как средство количественной оценки эффективности адаптационных перестроек в спорте высших достижений / А.Ф. Конькова, А.А. Воробьев, А.Н. Корженевский
    [и др.] // Вестник спортивной науки. – 2014. – № 1. – С. 36-43.
32. Банникова, А.В. Молочные продукты, обогащенные сывороточными белками. Технологические аспекты создания / А.В. Банникова,
    И.А. Евдокимов // Молочная промышленность. – 2015. – № 1. –
    С.64-66.
33. Тепел, А. Химия и физика молока / А. Тепел. – Пер. с нем. под ред. канд. техн. наук, доц. С. А. Фильчаковой. – СПб.: Профессия, 2012. – 832 с., табл., ил.
34. Евдокимов, И.А. Современное состояние и перспективы переработки сыворотки / И.А. Евдокимов, Д.Н. Володин // Переработка молока. – 2016. – №8. – С.10-13.
35. Храмцов, А.Г. Феномен молочной сыворотки / А.Г.Храмцов. – Санкт-Петербург: Профессия, 2011. – 802 с.: рис., табл. – Библиогр. в конце глав.
36. Мембранные технологии в молочном производстве / И.А. Евдокимов, Д.Н. Володин, В.С. Сомов [и др.] // Молочная промышленность. – 2013. – № 9. – С. 25-26.
37. Новокшанова, А.Л. Биохимия для технологов в 2 ч. Часть 1. : учебник и практикум для академического бакалавриата / А.Л. Новокшанова. – 2-е изд., испр. – Москва : Издательство Юрайт, 2019. – 211 с. – (Серия : Бакалавр. Академический курс).
38. Храмцов, А.Г. Реализация инновационных технологий переработки молочной / А.Г. Храмцов // Переработка молока. – 2009. – № 5. –
    С. 8-11.
39. Творог и творожные изделия с молочной сывороткой и ее компонентами / И.А. Евдокимов, Д.Н. Володин, В.А. Михнева [и др.] // Молочная промышленность. – 2011. — № 11. – С. 62-62.
40. Новый функциональный продукт для профилактики остеопороза / Ю.Я. Свириденко, И.А. Шергина, Г.М. Свириденко [и др.] // Сыроделие и маслоделие. – 2006. – № 2. – С. 41-42.
41. Елисеева, Л.И. Кисломолочный продукт «Тар» / Л.И. Елисеева // Молочная промышленность. – 2012. – № 12. – С. 44 — 45.
42. Хамагаева, И.С. Кефирные грибки: использование биотехнологических свойств при производстве бактериальных заквасок / И.С. Хамагаева. – М.: МГУ ПБ, 2000. – 89 с.
43. Бондаренко, Н.И. Перспективы использования агаров «Procsagel» в йогуртах с пониженной жирностью / Н.И. Бондаренко, И.М. Мироненко, А.Н. Архипов, А.М. Нестеров // Молочная промышленность. – 2009. – № 10. – С. 34-35.
44. Тихомирова, Н.А. Продукты функционального питания / Н.А. Тихомирова // Молочная промышленность. – 2013. – № 6. – С 46-49.
45. Богатова, О.В. Промышленные технологии производства молочных продуктов: учебное пособие / О.В. Богатова, Н.Г. Догарева, С.В. Стадникова. – СПб : Проспект Науки, 2013. – 272 с.
46. Донская, Г. А. Технологии обогащения молочных продуктов натуральными ингредиентами / Г.А. Донская // Переработка молока. – 2007. – № 5. – С. 42-45.
47. Красникова, Л.В. Биотехнологические аспекты производства напитков на основе молочной сыворотки / Л.В. Красникова // Переработка молока. – 2006. – № 5. – С. 34- 35.
48. Грунская, В.А., Использование творожной сыворотки в технологии напитков с пробиотической микрофлорой / В.А. Грунская,
    А.С. Воронова, Е.В. Никанова Е. В. // Наука – производству. Том 2. Инженерные науки: Сборник трудов ВГМХА. – Вологда – Молочное : ИЦ ВГМХА, 2006. – С. 76 – 79.
49. Арет, В.А. Физико-механические свойства сырья и готовой продукции / В.А. Арет, Б.Л. Николаев, Л.К. Николаев. – СПб : Гиорд, 2009. – 448 с.
50. Калинина, Л.В. Технология цельномолочных продуктов /
    Л.В. Калинина, В.И. Ганина, Н.И. Дунченко. – СПб : ГИОРД, 2008. – 248 с.
51. Свириденко, Ю.Я. Методические рекомендации по организации производственного микробиологического контроля на предприятиях молочной промышленности (с атласом значимых микроорганизмов) МР 2.3.2.2327-08 / Ю.Я. Свириденко, Г.М. Свириденко, Г.Д. Перфильев и др. // ГНУ ВНИИМС. – 2008. – 145 с.
52. Пономарев, В.А., Лодыгин, В.А., Бифидогенные концентраты с заданными функциональными свойствами / В. А. Пономарев, А. Д. Лодыгин // Молочная промышленность. 2010. – № 1. С. 64.
53. Шевелева, С.А. Характеристика бифидогенных свойств коллагенового сырья / С.А. Шевелева, С.Ю. Батищева // Вопросы питания. – 2012. –
    № 1 (81). – С. 13-23.
54. Шадрин, М.А., Гаврилова Н.Б. Технология кисломолочно-растительного пастообразного продукта / М.А. Шадрин,
    Н.Б. Гаврилова // Молочная промышленность. – 2007. – №3. – С. 56-57.
55. Терещук, Л.В. Облепиха в комбинированных молочных продуктах / Л.В. Терещук // Молочная промышленность. – 2001. – № 5. – С. 48-49.
56. Использование экстрактов ягод дикоросов в мороженом /
    Л.А. Текутьева, Ж.П. Павлова, В.И. Бобченко [и др.] // Молочная промышленность. – 2012. – № 12. – С. 66-67.
57. Лупинская, С.М. Исследование органолептических и реологических свойств кефирного напитка с сывороточным сиропом мелиссы лекарственной / С.М. Лупинская // Техника и технология пищевых производств. – 2010. – №3. – С.17-21.
58. Лупинская, С.М. Органолептическая оценка молочных продуктов с использованием сухого сырья калины / С.М. Лупинская, С.В. Орехова, С.Г. Чечко, О.О. Дементьева // Техника и технология пищевых производств. – 2013. – №4. – С. 22-26.
59. Соколова, О.В. Новый поликомпонентный кисломолочный продукт / О.В. Соколова, В.Ф. Семенихина // Молочная промышленность. – 2013. – №1. – С. 78-79.
60. Габриелян, Д.С. Молочно-сывороточный напиток с сиропом шелковицы /Д.С. Габриелян, В.А. Грунская, А.А. Кузин // Молочная промышленность. – 2014. – № 5. – С. 60-61.
61. Тадидишвили, Д.Р. Шелковица (Morus) – перспективное сырье для производства продуктов лечебно-профилактического назначения /
    Д.Р. Тадидишвили, М.С. Карчава, Ц.З. Хуцидзе // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2006. – №7. – С. 39-40.
62. Min D.B., Boff J.M. 2002. Lipid oxidation of edible oil. In Akoh C.C., Min D.B., editors. 2nd ed. New York:Marcel Dekker Inc. p. 335-64.
63. Рахматов А.А. Научные основы здорового образа жизни /
    А.А. Рахматов // Образование и воспитание. – 2016. – №2. – С. 5-7.
64. Bhatty R. S. Flaxseed in Human Nutrition./ Åd. by S. C. Cunnane and L. U. Thompson.- Champaign: AOSC Press., IL., 2009. – p. 22–42.
65. Madhusudhan K. T., Singh N. // Phytochem.- 2010.- V. 24. — р. 2507–2509.
66. Youle R. J., Huang A. H. C. // Am. J. Botany.- 2009. – V. 68. – р. 44-48.
67. Sarwar G., Sosulski F.W., Bell J. M. // Adv. Exp. Med. Biol. – 2009. –
    V. 105. – р. 415-441.
68. Simpopoulos AP. // Am. J. Clin. Nutr. – 2013. – V. 54. – р. 438-463.
69. Белинская, И.Г. Льняная мука – источник антиоксидантов в хлебобулочных изделиях для здорового питания / И.Г. Белинская,
    Т.Г. Богатырева, Т.А. Юдина // Пищевая промышленность. – 2015. –
    № 4. – С. 32-34.
70. Использование льняной муки в технологии пищевых продуктов– URL: http://www.tstu.ru/book/elib/pdf/stmu/2016_1/24.pdf (дата обращения: 10.10.2019). – Текст: электронный.
71. Воронова Н.С., Бередина Л.С. Исследование белков семян льна как полноценных и необходимых для здоровья человека // Молодой ученый. – 2015. – №14. – С. 144-147. – URL https://moluch.ru/archive/94/21128/ (дата обращения: 18.05.2019).
72. Hadley M., Lacher C., Mitchell-Fetch J. // Fiber in flaxseed. Proc. Flax Inst.- 2012. – V. 54. – р. 79-83.
73. Яшин Я.И. Природные антиоксиданты. Содержание в пищевых продуктах и их влияние на здоровье и старение человека / Я.И. Яшин, В.Ю. Рыжнев, А.Я. Яшин, Н.И. Черноусова. – Москва: ТрансЛит, 2009. – 210 с.
74. Железодефицитная анемия беременных / Н.М. Подзолкова,
    А.А. Нестерова, С.В. Назарова, Т.В. Шевелева // Русский медицинский журнал. – 2003г. – Т. 11. – № 5. – С. 326-332.
75. Моргунова А.В. Использование хитозана в технологии мясопродуктов / А.В. Моргунова // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. – 2015. –
    Т. 1. – №8. – С. 771-773.
76. Моргунова А.В. Использование хитозана для получения колбасных изделий / А.В. Моргунова // Вестник АРК Ставрополья. – 2015. –
    №4 (20). – С.55-58.
77. Шепило Е.А. Разработка технологии вареных колбасных изделий с использованием гидроколлоидов с модифицированными функциональными свойствами: специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Шепило Евгения Александровна; Северо-Кавказский государственный технический университет.- Ставрополь, 2005. – 159 с.
78. Стабилизатор Е406 (Агар). URL:http://am-am.su/25-stabilizator-e406-agar.html (дата обращения: 06.09.2019). – Текст: электронный.
79. Пищевой стабилизатор Е440 Пектин. Польза и свойства стабилизатора Е440 Пектин. URL: http://findfood.ru/component/pishhevoj-stabilizator-E440-pektin. (дата обращения: 06.09.2019). – Текст: электронный.
80. ГОСТ 29186-91. Пектин. Технические условия = Pectin. Specification : межгосударственный стандарт : издание официальное : введен 1993-01-01 / Комитет стандартизации и метрологии СССР. – Москва : ИПК Издательство стандартов, 2004. – 15 с.
81. Губина, И.В. Волокна «Цитри-Фай» / И.В. Губина // Молочная промышленность. – 2015. – № 3. – С. 77-78.
82. Пищевая химия / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова
    [и др.]; под ред. А.П. Нечаева. – 6-е изд., стер. – Санкт-Петербург : ГИОРД, 2015. – 672 с.
83. ГОСТ 34372-2017. Закваски бактериальные для производства молочной продукции. Общие технические условия = Bacterial starter cultures for the production of dairy products. General specifications : межгосударственный стандарт : издание официальное : введен 2018-09-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2018. – 18 с.
84. ГОСТ Р ИСО 22935-3-2011. Молоко и молочные продукты. Органолептический анализ. Часть 3. Руководство по оценке соответствия техническим условиям на продукцию для определения органолептических свойств путем подсчета баллов = Milk and milk products. Sensory analysis. Part 3. Guidance on a method for evaluation of compliance with product specifications for sensory properties by scoring : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен 2013-01-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2012. – 8 с.
85. ГОСТ ISO 13299-2015 Органолептический анализ. Методология. Общее руководство по составлению органолептического профиля: межгосударственный стандарт: издание официальное : введен впервые :введен 2017-07-01/Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2016. –
    39 с.
86. ГОСТ Р 54669-2011. Молоко и продукты переработки молока. Методы определения кислотности = Milk and milk products. Methods for determination of acidity : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен 2013-01-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2012. – 11 с.
87. ГОСТ 32892-2014. Молоко и молочная продукция. Метод измерения активной кислотности (с Поправками) = Milk and dairy products. Method of pH determination : межгосударственный стандарт : издание официальное : введен 2016-01-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2015. – 10 с.
88. ГОСТ 23327-98. Молоко и молочные продукты. Метод измерения массовой доли общего азота по Кьельдалю и определение массовой доли белка = Milk and milk products. Determination of mass part of total nitrogen by Kjeldahl method and determination of mass part of protein : межгосударственный стандарт : издание официальное : введен 2000-01-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2009. – 8 с.
89. ГОСТ 32255-2013. Молоко и молочная продукция. Инструментальный экспресс-метод определения физико-химических показателей идентификации с применением инфракрасного анализатора
    (с Изменением № 1) = Milk and milk products. Instrumental express-method for determination of physic-chemical identification parameters by infrared analyzer : межгосударственный стандарт : издание официальное : введен 2015-07-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2014. –
    14 с.
90. ГОСТ Р 54668-2011. Молоко и продукты переработки молока. Методы определения массовой доли влаги и сухого вещества = Milk and milk products. Methods for determination of moisture and dry substance mass fraction : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен 2013-01-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2013. – 11 с.
91. ГОСТ Р 54761-2011. Молоко и молочная продукция. Методы определения массовой доли сухого обезжиренного молочного остатка = Milk and milk products. Methods for determination of dry skim dairy residue mass-fraction : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен 2013-01-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2012. – 8 с.
92. ГОСТ 3626-73. Молоко и молочные продукты. Методы определения влаги и сухого вещества (с Изменениями N 1, 2, 3) = Milk and milk products. Methods for determination of moisture and dry substance : межгосударственный стандарт : издание официальное : введен 1974-07-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2009. – 12 с.
93. ГОСТ Р 54667-2011. Молоко и продукты переработки молока. Методы определения массовой доли сахаров = Milk and milk products. Methods for determination of sugars mass fraction : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен 2013-01-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2012. – 24 с.
94. ГОСТ Р 54758-2011. Молоко и продукты переработки молока. Методы определения плотности = Milk and milk products. Methods for determination of density : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен 2013-01-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2012. – 16 с.
95. ГОСТ Р 55578-2013. Продукты пищевые специализированные. Метод определения осмоляльности = Specialized food products. Method of osmolality determination : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен 2015-01-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2014. – 8 с.
96. ГОСТ 33951-2016 Молоко и молочная продукция. Методы определения молочнокислых микроорганизмов (с Поправкой). – URL: http://docs.cntd.ru/document/1200142430 – Текст: электронный.
97. ГОСТ 33566-2015 Молоко и молочная продукция. Определение дрожжей и плесневых грибов – URL: http://docs.cntd.ru/document/1200127751 – Текст: электронный.
98. ГОСТ 30347-2016 Молоко и молочная продукция. Методы определения Staphylococcus aureus (с Поправкой). – URL: http://docs.cntd.ru/document/1200142424 – Текст: электронный.
99. ГОСТ 31659-2012 (ISO 6579:2002) Продукты пищевые. Метод выявления бактерий рода Salmonella. – URL: http://docs.cntd.ru/document/1200098239 – Текст: электронный.
100. ГОСТ 32901-2014 Молоко и молочная продукция. Методы микробиологического анализа (с Поправками). – URL: http://docs.cntd.ru/document/1200115745 – Текст: электронный.
101. Тепел А. Химия и физика молока / А. Тепел. – Пер. с нем. под ред. канд. техн. наук, доц. С. А. Фильчаковой. – Санкт-Петербург : Профессия, 2012. – 832 с., табл., ил.
102. Мезенова, О.Я. Проектирование поликомпонентных пищевых продуктов: учебное пособие / О.Я. Мезенова. – Санкт-Петербург: Проспект Науки, 2015. – 224 c.
103. Тутельян, В.А. Химический состав и калорийность российских продуктов питания : Справочник / В.А. Тутельян. – Москва: ДеЛи плюс, 2012. – 284 с.
104. Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов. Методические указания – Москва : Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава РФ. – 2004. – 31 с.
105. ГОСТ Р 51705.1-2001. Системы качества. Управление качеством пищевых продуктов на основе принципов ХАССП. Общие требования = Quality systems. HACCP principles for food products quality management. General requirements : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен 2001-07-01 / Госстандарт России. – Москва : Стандартинформ, 2009. – 10 с.
106. Боровиков, В. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере : Для профессионалов / В. Боровиков. – 2-е изд. (+CD). – Санкт-Петербург : Питер, 2003. – 688 с.
107. ГОСТ 31658-2012. Молоко обезжиренное – сырье. Технические условия = Skim milk — raw material. Specifications : межгосударственный стандарт : издание официальное : введен 2013-07-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2013. – 13 с.
108. ГОСТ 34354-2017. Пахта и напитки на ее основе. Технические условия = Buttermilk and drinks on its base. Specifications : межгосударственный стандарт : издание официальное : введен 2018-09-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2018. – 16 с.
109. ГОСТ 34352-2017. Сыворотка молочная – сырье. Технические условия = Milk whey — raw material. Specifications : межгосударственный стандарт : издание официальное : введен 2018-09-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2018. – 8 с.
110. Нанофильтрация творожной сыворотки: теоретические и практические аспекты / В.Н. Шохалова, А.А. Кузин, Н.Я. Дыкало
     [и др.] // Молочная промышленность. – 2014. – № 11. – С. 65-66.
111. Деминерализация и нейтрализация творожной сыворотки в процессе нанофильтрации / В.Н. Шохалова, А.А. Кузин., Н.Я. Дыкало [и др.] // Молочнохозяйственный вестник [Электронный ресурс]: электронный период. теорет. и науч.-практ. журнал. – 2016. – №1 (21). – С.98-104. – Режим доступа:http://molochnoe.ru/journal
112. Определение биологической ценности ферментативного гидролизата сывороточных белков коровьего молока на tetrahymena pyriformis / Л.Н. Журихина, А.М. Бондарук, Т.С. Осипова [и др.] // Здоровье и окружающая среда. – 2015. – № 25 (1). – С. 202-209.
113. Получение ферментолизатов казеината натрия для использования в специализированных пищевых продуктах / С.Н. Зорин,
     Ю.С. Сидорова, И.С. Воробьева [и др.] // Пищевая промышленность. – 2017. – № 2. – С. 43-46.
114. Берестенникова, Л.Н. Подходы к ведению различных клинических форм аллергии к белкам коровьего молока у детей грудного возраста / Л.Н. Берестенникова // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 11 (5). –
     С. 825-830.
115. Абрамов, Д. В. Разработка ферментативных гидролизатов сывороточных белков молока – технологии, свойства и применение / Д.В. Абрамов, Ю.Я. Свириденко, Д.С. Мягконосов [и др.] // Сборник материалов всероссийской научно-практической конференции «Научно-инновационные аспекты при создании продуктов здорового питания». – Углич 2012. – С.9-13.
116. Научно-методические подходы к развитию технологии белковых гидролизатов для специального питания. Часть I. Технология производства и технические характеристики гидролизатов /
     Ю.Я. Свириденко, Д.С. Мягконосов, Д.В. Абрамов [и др.] // Пищевая промышленность. – 2017. – № 5. – С. 48-51.
117. Научно-методические подходы к развитию технологии белковых гидролизатов для специального питания. Часть II. Функциональные свойства белковых гидролизатов, зависящие от специфичности протеолитических процессов / Ю.Я. Свириденко, Д.С. Мягконосов,
     Д.В. Абрамов [и др.] // Пищевая промышленность. – 2017. – № 6. – С.
     50-53.
118. Разработка технологии производства гидролизатов сывороточных белков молока с использованием мембранной техники. Часть 1. Подбор ферментного препарата для проведения гидролиза в ферментативном мембранном реакторе / Ю. Я. Свириденко, Д. С. Мягконосов, Д. В. Абрамов [и др.] // Пищевая промышленность. – 2017. – № 7. – С. 46-48.
119. Разработка технологии производства гидролизатов сывороточных белков молока с использованием мембранной техники. Часть 2. Оптимизация технологических режимов производства гидролизатов сывороточных белков молока в ферментативном мембранном реакторе / Ю.Я. Свириденко, Д.С. Мягконосов, Д.В. Абрамов [и др.] // Пищевая промышленность. – 2017. – № 8. – С. 40-43.
120. Банникова, А.В. Молочные продукты, обогащенные сывороточными белками. Технологические аспекты создания /
     А.В. Банникова, И.А. Евдокимов // Молочная промышленность. – 2015. – № 1. – С.64-66.
121. Богданова, Е.В. Гидролизаты сывороточных белков в технологии продуктов для спортивного питания / Е.В. Богданова, Е.И. Мельникова // Молочная промышленность. – 2018. – № 4 (87). – С. 45-47.
122. Коржов, Р.П. Разработка рецептурно-компонентного решения кисломолочного напитка со сниженной аллергенностью / Р.П. Коржов, Е.И. Мельникова, Е.В. Богданова // Пищевая промышленность. – 2015. – № 10. – С. 22-24.
123. Перспективы использования гидролизатов сывороточных белков в технологии кисломолочных продуктов / О.В. Королёва,
     Е.Ю. Агаркова, С.Г. Ботина [и др.] // Молочная промышленность. – 2013. – № 7. – С. 66-68.
124. Функциональные свойства кисломолочных продуктов с гидролизатами сывороточных белков / О.В. Королёва, Е.Ю. Агаркова, С.Г. Ботина [и др.] // Молочная промышленность. – 2013. – № 1. –
     С. 52-55.
125. Круглик, В.И. Теоретическое обоснование и практическая реализация технологий гидролизатов молочных белков и специализированных продуктов с их использованием : специальность 05.18.04 «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств» : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Круглик Владимир Иванович. – Кемерово, 2008. – 42 с.
126. Мельникова, Е.И. Применение гидролизата β-лактоглобулина для снижения аллергенности продуктов для спортивного питания /
     Е.И. Мельникова, Е.В. Богданова // Экономика. Инновации. Управление качеством. – 2018. – № 1 (22). – С. 35-36.
127. Шевякова, К.А. Разработка гидролизата сывороточных белков и практические решения его применения в технологиях пищевых систем : специальность 05.18.04 «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств» : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Шевякова Ксения Александровна. – Кемерово, 2018. – 17 с.
128. Шендеров, Б.А. Инновационные продукты и ингредиенты – драйверы молочного рынка / Б.А. Шендеров // Молочная промышленность. – 2013. – № 6. – С. 62-66.
129. Влияние состава белковой фазы кисломолочных продуктов на их реологические свойства / З.С. Зобкова, Д.В. Харитонов, Т.П. Фурсова, [и др.]// Переработка молока. – 2014. – № 10. – С. 50 — 51.
130. Новокшанова, А.Л. Определение дозы внесения гидролизата сывороточных белков в кисломолочный продукт методом органолептической оценки / А.Л. Новокшанова, А.А. Абабкова,
     С.В. Иванова // Молочнохозяйственный вестник. – 2015. – № 1 (17). –
     С. 79-86.
131. Новокшанова, А.Л. Результаты поиска оптимального консорциума микроорганизмов при производстве специального белкового кисломолочного продукта / А.Л. Новокшанова,
     А.А. Абабкова, Д.В. Абрамов // Санкт-Петербург : Вестник Международной академии холода. – 2016. – № 4. – С. 23-29.
132. Патент № 2501283 Российская Федерация, А23С19/076. Способ производства творога / Мельникова Е.И., Рудниченко Е.С., Скрыльникова Е.С. ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО ВГУИТ.
133. Взбитый десерт на основе молочной сыворотки с пищевыми волокнами Citri-Fi / Е.А. Плеханова, А.В. Банникова,
     Н.Е. Шестопалова, Н.М. Птичкина // Техника и технология пищевых производств. – 2014. — № 1 (32). – С. 73-77.
134. Патент № 2548458 Российская Федерация, А23С21/08, А23L1/06, А23Р1/16. Взбитый десерт (мусс фруктово-ягодный) и способ его получения / Банникова А.В., Грошева В.Н., Неповинных Н.В. [и др.] ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова».
135. Шарапова, С. М. Исследование нетранзитивных подможеств в результатах экспертных измерений : специальность 05.02.23 «Стандартизация и управление качеством продукции» : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Шарапова Саяна Мункоевна. – Улан-Удэ, 2014. –16 с.
136. Косарев В.В. Клиническая фармакология и рациональная фармакотерапия / В.В. Косарев. – М.: Вузовский учебник, 2017. – 598 c.
137. Дидух О. Молочная стабилизация / О. Дидух, Т. Дидух // Переработка молока. –2009. – №5. – С.24-29.
138. Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации: Указ Президента Российской Федерации от
     1 февраля 2010 г. – Москва: Рид Групп, 2011. – 14 с.
139. Правительства Вологодской области: официальный сайт. – Вологда. – URL:http://vologda-blast.ru/o_regione/brendy/vologodskiy_lyen/(дата обращения: 08.09.2019)- Текст: электронный.
140. Супрунова И.А. Мука льняная – перспективный источник пищевых волокон для разработки функциональных продуктов / И.А.Супрунова // Техника и технология производств. – 2010. – №4. –
     С. 137 – 140.
141. Роль пищевых волокон в питании человека / В.А. Тутельян,
     А.В. Погожева [и др.]; под ред. В.Г. Высоцкого. – Москва: Новое тысячелетие, 2009. – 320с.
142. Бобренева, И.В. Безопасность продовольственного сырья и пищевых продуктов: учебное пособие / И.В. Бобренева. – Санкт-Петербург : Лань, 2019. — 56 с.
143. Варламов, В.П. Хитин и хитозан: природа, получение и применение/ В.П. Варламов, С.В. Немцев, В.Е. Тихонов. – Щелково: Изд-во Российского Хитинового Общества, 2010. – 292 с.
144. Evdokimov I. A. Usage of chitosan in dairy products production /
     I. A. Evdokimov, L. R.Alieva, V. P.Varlamov, V. D. Kharitonov, T. V.Butkevich, V. P. Kurchenko // Foods and raw materials. – 2015. – V. 3. – № 2. – р. 29-39.
145. Долматова И.А. Исследование влияния заквасок на реологические показатели йогурта, обогащенного овощными наполнителями / И.А. Долматова, Т.Н.Зайцева, Н.И. Барышникова // Научный журнал КубГАУ — Scientific Journal of KubSAU. – 2017. – №134. – С.438-449.
146. Забегалова Г.Н., Куренкова Л.А. Использование регионального сырья для производства функциональных продуктов // Молочнохозяйственный вестник. – 2018. – №3 (31).
147. Чернакова О.В. Функциональный молочный продукт, обогащенный льняной мукой / О.В. Чернакова, Л.А. Забодалова // Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже веков. – 2013. – №3. – С.40-43.
148. Иванова Т.В. Исследование процесса сквашивания кисломолочного напитка с льняной мукой // Т.В. Иванова,
     Л.А. Куренкова; научный руководитель Г.Н. Забегалова // Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов – регионам: материалы III международной молодежной научно-практической конференции (Вологда. 26 апреля 2018 г.): [в 3 томах] / [ответственный редактор В.В. Суров]. – Вологда : ВГМХА, 2018. – Т. 2. – С. 95-101.
149. Моргунова А.В. Использование хитозана в технологии мясопродуктов / А.В. Моргунова // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. – 2015. – Т. 1. – №8. – С. 771–773.
150. Ломач Ю.Л. Применение хитозана как стабилизатора пива при уколлоидных помутнениях / Ю.Л. Ломач, Г.Г. Няникова,
     Т.Э. Маметнабиев // Пиво и напитки. – 2017. –№2. – С.18-20.
151. Калория – Cпортивное питание. [Электронный ресурс] / – Режим доступа: http://shop.kaloria.pro/ свободный. – Загл. с экрана. – (Дата обращения: 10.10.2018).
152. Продукты спортивного питания от А до Я. [Электронный ресурс] / – Режим доступа: https://www.myprotein.ru / свободный. – Загл. с экрана. – (Дата обращения: 10.10.2018).
153. Применение гидролизата сывороточных белков молока в технологии продуктов специального назначения / Н.В. Неповинных,
     А.Л. Новокшанова, Н.П .Лямина [и др.] // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. – 2015. – Т.14. – № 52. – С.86.
154. Просеков, А.Ю. Гелеобразные продукты с использованием сыворотки и растительного сырья / А.Ю. Просеков, И.С. Разумникова, Г.В. Менх // Молочная промышленность. – 2011. – № 7. – С. 78.
155. Просеков, А. Ю. Молочно-белковые концентраты в продуктах с пенообразной структурой / А. Ю. Просеков, С. А. Иванова, В. С. Сметанин // Молочная промышленность. – 2011. – № 5. – С. 64-65.
156. Химия пищевых продуктов / Ш. Дамодаран, К.Л. Паркин,
     О.Р. Феннема (ред.-сост.). – Перев. с англ. – СПб. : ИД «Профессия». – 2012. – 1040 с., ил., табл.
157. Неповинных, Н.В. Теоретическое обоснование и практические аспекты использования пищевых волокон в технологиях молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания : специальность 05.18.15 «Технология и товароведение продуктов функционального и специализированного назначения и общественного питания» : диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Неповинных Наталия Владимировна – Саратов, 2016. – 448 с.
158. Давлетова, Н.Х. Анализ рациональности питьевого режима студентов-спортсменов различных специализаций / Н.Х. Давлетова,
     А.В. Иванов, Е.А. Тафеева // Гигиена и санитария. – 2016. – № 10 (95). – С. 988-991.
159. Евдокимов, В.А. Нарушение питьевого режима у спортсменов / В.А. Евдокимов, А.М. Поздняков // Успехи современного естествознания. – 2013. – № 9. – С. 118-118.
160. Оптимизация водно-питьевого режима спортсменов как ключевой элемент дегидратации / И.В. Кобелькова, К.В. Выборная, А.И. Соколов [и др.] // Сборник трудов «Однораловские морфологические чтения». – Воронеж, 2018. – С. 129-132.
161. Колеман Э. Питание для выносливости: пер. с англ. / Э. Колеман. – Мурманск: Тулома, 2005. – 192 с.
162. Путро, Л. М. Регуляция водного баланса спортсменов при интенсивной мышечной нагрузке / Л. М. Путро, А. А. Осипенеко // Спортивная медицина. – 2013. – № 2. – С. 81–84.
163. Воробьева, И. С. Стандартизация метода определения осмоляльности специализированных пищевых продуктов /
     И.С. Воробьева, А. А. Кочеткова, В. М. Воробьева // Вопросы питания. – 2015. – № 2 (84). – С. 68-75.
164. Теоретические и практические аспекты разработки специализированных пищевых продуктов для диетотерапии при сердечно-сосудистых заболеваниях / А.А. Кочеткова, В.М. Воробьева, И.С. Воробьева [и др.] // Пищевая промышленность. – 2016. – № 8. –
     С. 8-12.
165. Храмцов, А.Г. Феномен молочной сыворотки / А.Г. Храмцов. – Санкт-Петербург: Профессия, 2011. – 802 с.: рис., табл. – Библиогр. в конце глав.
166. Гаврилов, Г.Б. Пути рационального использования молочной сыворотки / Г.Б. Гаврилов, Э.Ф. Кравченко // Сыроделие и маслоделие. – 2013. – № 2. – С. 10-13.
167. Евдокимов, И.А. Современное состояние и перспективы переработки сыворотки / И.А. Евдокимов, Д.Н. Володин // Переработка молока. – 2016. – №8. – С.10-13.
168. ГОСТ Р 54316-2011. Воды минеральные природные питьевые. Общие технические условия (с Поправками, с Изменениями № 1, 2, 3, 4, 5) = Drinking natural mineral waters. General specifications : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен 2012-07-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2011.
     – 48 с.
169. Gastin PB. Energy system interaction and relative contribution during maximal exercise. Sports Med. 2001;31:725-741.
170. Пакен. П. Функциональные напитки и напитки специального назначения: пер. с англ. / П. Пакен. (ред.-сост.). – Санкт-Петербург : Профессия, 2010. – 496 с., ил. табл. – (Серия: Научные основы и технологии).
171. Арсеньева, Т.П. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т. 4. Мороженое. / Т.П. Арсеньева . – Санкт-Петербург : ГИОРД, 2002. – 184 с.
172. ГОСТ Р 55577-2013 Продукты пищевые функциональные. Информация об отличительных признаках и эффективности. – М.: Стандартинформ, 2014. – 17 с.
173. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» : [принят Решением Совета Евразийской экономической комиссии № 67 от 9 октября 2013 года]. – URL: http://tsous.ru (дата обращения: 08.09.2019). – Текст : электронный.
174. ГОСТ 32253-2013. Продукция молочных предприятий. Рекомендации по формированию наименований продуктов = Products of dairy enterprises. Guidelines for product names development : межгосударственный стандарт : издание официальное : введен 2015.07.01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва : Стандартинформ, 2014. – 10 с.
175. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации: методические рекомендации. МР 2.3.1.2432-08 – Москва : Минздрав РФ. – 2008. – 41 с.
176. Новокшанова, А.Л. Органолептическая оценка спортсменами нового регидрационного напитка на основе молочной сыворотки /
     А.Л. Новокшанова, Е.В. Ожиганова, Н.Л. Елагина // Актуальные вопросы профессионального образования сферы физической культуры и спорта: Сборник научных трудов. Вып. 2. – Вологда: ВГПУ, 2012. – 67-70.
177. Новокшанова, А.Л. Спортивный напиток с молочной сывороткой / А.Л. Новокшанова, Е.В. Ожиганова // Молочная промышленность. – 2014. – № 8. – С. 56-58.
178. Новокшанова, А.Л. Спортивные напитки: регидратация организма, как жизненно важный аспект / А.Л. Новокшанова,
     Е.В. Ожиганова // Вопросы питания. – 2013. – № 6 (82). – С. 67-70.
179. Новокшанова, А.Л. Разработка научных принципов создания продуктов спортивного питания на основе молочного сырья: дис. … докт. техн. наук: 05.18.15 / Новокшанова Алла Львовна. – Вологда, 2019. – 487 с.
180. Бурляева, Е.А. Питание спортсменов сложнокоординационных видов спорта / Е.А. Бурляева, Б.Н. Никитюк // Спортивная медицина: наука и практика. – 2017. – Т. 7. – № 3. – С. 46-50.
181. Абабкова А.А. Синеретическая способность сгустков, содержащих гидролизат сывороточных белков / А.А. Абабкова,
     А.Л. Новокшанова, Н.В. Неповинных // Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов – регионам. Том 2. Технические науки. Сборник научных трудов по результатам работы II международной молодежной научно-практической конференции. – Вологда – Молочное: ФГБОУ Вологодская ГМХА, 2017. – С. 144-147.
182. Технический регламент Таможенного союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» : [утвержден решением Комиссии Таможенного союза № 880 от 9 декабря 2011 года]. – URL: http://tsous.ru (дата обращения: 08.09.2019 ). – Текст : электронный.
183. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 022/2011 «Пищевая продукция в части ее маркировки» : [утвержден решением Комиссии Таможенного союза № 881 от 9 декабря 2011 года]. – URL: http://tsous.ru (дата обращения: 08.09.2019). – Текст : электронный.
184. Гераймович, О.А. Методические рекомендации о порядке приемки, передачи и учета натурального коровьего молока-сырья /
     О.А. Гераймович, И.А. Макеева // М.: ООО «ЭКСПОСИНТЕЗ»,
     2003. – 56 с.

1. – Приказ Росстандарта от 31.01.2014 № 14-ст ОК 034-2014 ↑
2. – чистые культуры пропионовокислых бактерий (Propionibacterium schermanii по ТУ 9229-369-00419785-04, Propionibacterium freudenreichii (ВКПМ В4544), Propionibacterium freudenreichii по ТУ 9229-102-04610209-2002), ацидофильных молочнокислых палочек (L.acidophillus 317/402, «БК–Углич–АНВ», «БК–Углич–АВ» (ТУ 9229-102-04610209-02), закваска, приготовленная на кефирных грибках по ТУ 9229-369-00419785-04, чистые культуры бифидобактерий (Bifidobacterium bifidum №4, Bifidobacterium longum B 379 M, Bifidobacterium adolescentis C-54), молочнокислых бактерий (Lactococcus lactis subs. lactis 803₆, 501₆; Lactococcus lactis subs. cremoris T18, K172; Lactococcus lactis subs. diacetilactis 645₁, 38₁; Lactobacterium acidophilus 20_т, 100) из коллекции кафедры эпизоотологии и микробиологии ФГБОУ ВО Вологодской ГМХА, ↑
3. – Lactococcus lactis subspecies lactis (LcLL), Lactococcus lactis subspecies cremoris (LcLC), Lactococcus lactis subspecies biovar diacetylactis (LcLD) ↑
4. – В зависимости от годового объема переработки сырья (тыс. т), направляемого на цельномолочную продукцию, предприятия подразделяются:1 группа – до 10 0002 группа – от 10 001 до 25 000

   3 группа – от25 001 до 50 000

   4 группа – свыше 50 000 ↑

Приложения