Аркадий Пономарев

Депутат Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. 2009 г.

20.02.2015 0

Пономарев Аркадий Николаевич. Разработка комплексной технологии молочных продуктов заданного уровня качества и функциональной направленности: диссертация ... доктора технических наук : 05.18.04 / Пономарев Аркадий Николаевич; [Место защиты: ГНУ "Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности"]. - Москва, 2009.- 264 с.: ил.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Анализ состояния проблемы и задачи исследований 12
1.1 Молоко как объект технологической переработки 12
1.1.1 Влияние состава сырья на качество и хранимоспособность молока пастеризованного 12
1.1.2 Технологические процессы, определяющие стойкость молока пастеризованного 24
1.1.3 Изменение качества молока пастеризованного в процессе хранения 44
1.2 Технология питьевого пастеризованного молока повышенной хранимоспособности 52
1.2.1 Роль упаковки в технологии питьевого пастеризованного молока.55
1.3 Современные технологии получения кисломолочных продуктов 60
1.3.1 Технология йогуртов 60
1.3.2 Технология творога и творожных продуктов 65
1.4 Анализ технологии производства и методов контроля качества жировой фазы спредов и коровьего масла 69
1.4.1 Современное состояние и тенденции развития маслодельной отрасли молочной промышленности 69
1.4.2 Особенности жировой фазы коровьего масла и жиров немолочного происхождения 71
1.4.3 Особенности технологии масложировых продуктов со сложным жировым составом 77

Глава 2 Методология выполнения работы 79
2.1 Объекты исследований, критерии оценки молока — сырья и вырабатываемых продуктов 79
2.2 Стандартные и общепринятые методы исследований 80
2.3 Оригинальные методы исследований 85
2.4 Математическая обработка 97

Глава 3 Разработка и научное обоснование технологии производства молока питьевого с заданными свойствами из бактофугированного молока-сырья 100
3.1 Характеристика сырьевой базы и пути повышения качества сырого молока 100
3.1.1 Температурный показатель поступающего молока 100
3.1.2 Массовая доля жира и белка 101
3.1.3 Кислотность молока-сырья в разные периоды года 102
3.1.4 Сезонные изменения термоустойчивости молока 103
3.1.5 Сезонные изменения бактериальной обсемененности молока 104
3.1.6 Аминокислотный состав молока-сырья в зависимости от сезона года 107
3.2 Исследование влияния технологических факторов на качество молока в процессе обработки 108
3.2.1 Изменение показателей молока в процессе резервирования 108
3.2.2 Влияние бактофугирования на микробиологические и физико-химические свойства молока 113
3.2.3 Влияние режимов пастеризации молока на состав микрофлоры и ферменты молока 123
3.3 Разработка технологии молока питьевого пастеризованного повышенной хранимоспособности 128
3.3.1 Исследование способа повышения хранимоспособности молока. 128
3.3.2 Изменение физико-химических и биологических свойств молока при различных режимах комплексного воздействия технологических операций 132
3.3.3 Исследование качественного и количественного состава микрофлоры на различных этапах технологической обработки 139
3.4 Разработка технологии питьевого пастеризованного молока с улучшенными функциональными свойствами 141
3.5 Разработка технологии молока, пастеризованного в таре 159
3.5.1 Использование натуральных антиоксидантов при производстве пастеризованного молока 165
3.6 Контроль качества молочных продуктов с помощью системы искусственного обоняния 167

Глава 4 Совершенствование технологии и методов контроля производства молочных продуктов функциональногоназначения 170
4.1 Совершенствование технологии творога 170
4.1.1 Модификация основных технологических параметров с целью увеличения выхода продукта 170
4.1.2 Применение подсластителя стевии в рецептуре творожных изделелий 175
4.2 Разработка йогуртного напитка функционального назначения 178
4.3 Разработка и совершенствование методов определения качественного и количественного состава жировой фазы 196
4.3.1 Сравнительная характеристика жиров молочного и немолочного происхождения 196

Глава 5 Технико-экономическая и социальная оценка работы 223

Список литературы 229

Введение к работе

«Пусть пища будет твоим лекарством»

Изречение Гиппократа, как никогда актуально для России в настоящее время. Если в 70 - 80-е годы прошлого столетия среднедушевое потребление необходимых продуктов питания практически укладывалось в установленные медицинские нормы, то сегодня достигнутые рубежи в значительной степени утрачены. Кроме того, остро стоит вопрос качества выпускаемых отечественными и зарубежными производителями продуктов и сравнительно низкие темпы роста удойности молочного скота. Традиционной проблемой является низкое качество молока-сырья, особенно его микробиологическая загрязненность. Эта проблема как в прошлом, так и в ближайшие годы будет оставаться весьма актуальной [16,85,91,108].

По данным института питания РАМН выявлено нарушение пищевого статуса населения РФ, в первую очередь недостаток витаминов, макро- и микроэлементов, полноценных белков и нерациональное их соотношение. На устранение этих недостатков направлен закон РФ «О качестве и безопасности пищевых продуктов» (2000 г.) и Концепция государственной политики в области здорового питания населения РФ (от 10 августа 1998, № 917). Данные государственные акты предусматривают поэтапное решение основных задач по обеспечению населения высококачественной продукцией. Сейчас реализуется третий основной этап совершенствование контроля качества сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов по технологической цепочке (почва растение животное – продукт – человек), расширение потребления пищевых продуктов, обогащенных витаминами, БАД, пищевыми добавками (ПД) [61,107,109,110].

В настоящее время проблема оценки качества и безопасности пищевой продукции значительно возросла в связи с предстоящим вступлением РФ в ВТО, необходимостью «гармонизации» критериев и методов качественной оценки, существующих в нашей стране с международными требованиями. В России, в отличие от стран ЕС, контроль безопасности пищевых продуктов проводится на конечной стадии их производства. Поэтому наряду с разработкой новых и совершенствованием действующих технологических процессов необходимо внедрение контроля по ходу всего технологического потока переработки растительного и животного сырья [114, 240].

Актуальность проблемы

Разработка и производство конкурентоспособных молочных и молокосодержащих продуктов с высокой потребительской, биологической ценностью и длительным сроком хранения является одним из перспективных направлений инновационного развития молочной промышленности. Наибольший интерес с этой точки зрения представляют пастеризованные продукты цельномолочной группы [228, 229, 261].

Одним из стратегических направлений работы производителей сырого молока и его переработчиков является повышение качества сырья и совершенствование технологии его переработки. В связи с этим несомненный интерес представляет разработка и совершенствование физических (бактофуги-рование, микрофильтрация и др.) и биотехнологических (использование ли-зоцима, натуральных антиоксидантов) методов, позволяющих улучшить микробиологическую и химическую чистоту сырья и в конечном счёте повысить качество и сроки готового продукта [74, 82]. Кроме того, ассортимент молочных и молокосодержащих продуктов со сложным сырьевым составом имеет устойчивую тенденцию к росту. Композиции пищевых ингредиентов при этом не всегда отличаются продуманностью, а производители зачастую из — за экономических соображений позиционируют указанную продукцию как натуральную. Традиционные физико-химические показатели, определяемые простыми, т.е. рутинными, способами недостаточны для оценки качества сырья и соответственно молочных продуктов. Решение этих проблем возможно только с внедрением в лабораторную практику прецизионных инструментальных методов (хроматография, вискозиметрия, электронная сенсорика и т.д.). В этой связи развитие системного подхода к изучению многофакторных параметров, формирующих качество сырья и методов (способов) компьютерной обработки данных многофакторных систем, получаемых из него молочных продуктов является также важной и актуальной проблемой.

Большой вклад в развитие физико-химических и биотехнологических основ производства экологически безопасных молочных продуктов различного функционального назначения внесли: А.А. Покровский, A.M. Уголев, П.Ф. Дъяченко, Н.Н. Липатов (старший), Н.Н. Липатов (младший), В.Д. Харитонов, В.А. Тутельян, З.С. Зобкова, И.А. Радаева, Н.С. Королёва, Ф.А. Вышемирский, А.Г. Храмцов, В.Ф. Семенихина, К.К. Полянский, Л.А. Остроумов, Н.А. Тихомирова, Л.А. Забодалова, Н.Б. Гаврилина, Н.И. Хамнаева, D. Potter и др.

Цель и задачи исследования

Целью настоящей работы является разработка комплексной научно-технологической системы производства молочных продуктов заданного уровня качества и функционального назначения, на примере ОАО «Молочный комбинат «Воронежский».

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

провести сравнительное исследование физических и биологических способов, повышающих качество заготовляемого молока, поступающего на ОАО «Молочный комбинат «Воронежский» и обосновать выбор направления оптимального его использования;

разработать научно обоснованную технологию бактофугирования молока - сырья и его переработки;

разработать научно-обоснованные технологические параметры производства пастеризованного молока с улучшенными функциональными свойствами;

на основе подбора заквасочных культур и стабилизаторов усовершенствовать технологию и освоить промышленное производство йогуртов с повышенным содержанием сывороточных белков и улучшенными функциональными свойствами;

усовершенствовать метод контроля качества молочных продуктов с помощью системы «искусственного обоняния» (газовых сенсоров);

разработать алгоритм оптимизации рецептурного состава жировой фазы, позволяющий при создании новых композиций спредов, комбинированных жиров и молокосодержащих продуктов оперативно контролировать соотношение смешиваемых компонентов.

Научная концепция

В основу научной концепции, развиваемой в работе, положена гипотеза о том, что качество молочных продуктов, в значительной степени зависит от микробиологической чистоты заготовляемого сырья. Поэтому в исследованиях уделено особое внимание повышению качества сырья с использованием бактофугирования и ферментных препаратов. С точки зрения технологии кисломолочных продуктов, кроме функционально-технологических свойств (гелеобразование, набухаемость, влагоудерживание и др.) имеют решающее значение реологические свойства выпускаемых продуктов, позволяющие минимизировать и объединить основные его параметры в виде реологических зависимостей, а также научно обоснованно рассчитывать и правильно эксплуатировать технологическое оборудование. Повышение качества и потребительских свойств молокосодержащих продуктов и спредов можно оптимизировать на основе создания компьютеризированной системы анализа состава используемых жировых композиций.

Научная новизна

на основе установленных закономерностей изменения физико-химических, биологических свойств молока — сырья разработана системная технология переработки молока, а также научно обоснованы технологические операции и их режимы, позволяющие увеличить сроки хранения молока с сохранением его природных свойств;
теоретически обоснован, экспериментально изучен и впервые в стране реализован в промышленных масштабах процесс бактофугирования молока — сырья, как один из наиболее эффективных, при производстве молока и молочных продуктов высокого качества;

проведены исследования, обосновавшие целесообразность и практическую возможность внесения в продукт лизоцима и природного антиоксидан-та с целью производства пастеризованного молока со сроком хранения свыше 15 суток;

на основании проведенных экспериментальных исследований показана принципиальная возможность использования полупроводниковых газовых сенсоров для оценки органолептических показателей вырабатываемых молочных продуктов;

предложен алгоритм оптимизации рецептурного состава жировой фазы спредов, позволяющий на компьютеризированной основе оперативно контролировать состав и оптимальное соотношение смешиваемых жиров.

Практическая значимость

Полученные научные результаты послужили основой для разработки новых и усовершенствованию существующих технологических решений. Разработаны технология пастеризованного молока со сроком хранения 10 суток (ТУ 9222-003-00426012-95), а также усовер-шенствованые технологии питьевого пастеризованного молока со сроком хранения 25 суток (ТУ 9222 — 012 — 00426012 — 04) и молока пастеризованного с лизоцимом (ТУ 9222 - 012 — 00426014 - 04). Технические решения подтверждены патентами РФ № 2261610 и № 2251611. По результатам научных исследований совместно с ОАО «Плавский машиностроительный завод «Смычка» разработана конструкция бактофуги. Разработаны способы прогнозирования и контроля консистенции питьевых йогуртов на основе инженерной реологии и микроструктурных методов исследования.

Проведены производственные опытные выработки нового продукта — творожной основы для производства диетического изделия с использованием отечественного подсластителя — стевиозида, полученного из стевии сорта «Рамонская сластёна» (Патенты РФ № 2285428 и № 2285429). Разработаны экспертные аналитические системы контроля качества молочных продуктов с помощью полупроводниковых газовых сенсоров. Получены зависимости технико-эксплутационных свойств жиров от состава бинарных композиций, которые можно использовать при разработке рецептур жировой продукции с заданными свойствами. Разработаны и утверждены в установленном порядке комплекты нормативной документации на молочные продукты различного функционального назначения, защищенные патентами РФ.

Результаты исследований отражены в монографиях «Современные технологии молока пастеризованного», «Жиры. Химический состав и экспертиза качества» и учебном пособии «Современные технологии и оборудование для производства питьевого молока». Работы автора используются при обучении студентов ВУЗов пищевого профиля и при переподготовке кадров молочной промышленности.

По результатам работы национальной специализированной выставки 3-7 сентября 1997 года в г. Москва автор награжден почетным дипломом III степени за разработку технологии молока пастеризованного «Особое», дипломом администрации Воронежской области за научную работу «Разработка и научное обоснование технологии молока длительного срока хранения с функциональными свойствами» № 1050 от 21 декабря 2006 года.

Апробация работы

Основные результаты работы в период с 1989 по 2008 гг. доложены, обсуждены, опубликованы на 25 международных, Всесоюзных, Всероссийских, республиканских научно-практических конференциях, а также на ежегодных отчётных научных конференциях Воронежской государственной технологической академии (2001 — 2007 гг.) и Воронежского государственного аграрного университета (2004 - 2007 гг.).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 85 научных трудов, в том числе 2 монографии, 1 учебное пособие, 41 статья в изданиях, соответствующих списку ВАК, получено 12 патентов.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы (294 работ отечественных и зарубежных авторов). Работа изложена на 258 страницах машинописного текста, содержит 42 таблицы, 95 рисунков, приложения.

Основные положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие основные положения:

оригинальные результаты изучения показателей качества и безопасности молока (физико-химические, микробиологические, биологические и др.) на различных этапах его обработки с применением современных физических и биологических методов;

научное обоснование и разработка технологии бактофугирования молока-сырья;

научное обоснование и разработка технологии пастеризованного молока длительного хранения;

научное обоснование и разработка технологии повышения срока хранения пастеризованного молока за счет внесения лизоцима и природных анти-оксидантов;

научное обоснование и разработка технологии творога с повышенным содержанием термолабильных белков и йогуртов с повышенным содержанием сывороточных белков, улучшенными функциональными свойствами и прогнозируемыми реологическими характеристиками;

научное обоснование и разработка компьютеризированной системы оценки оперативного определения состава жиров при разработке рецептур продуктов со сложным жировым составом.

назад

Оставить комментарий

«Островки» сельхозпроизводства в регионе затеплились там, где изменилась сама жизнь села

скрыть
Аркадий Пономарёв