Анализ и оценка действия витаминов группы В на процесс приготовления йогурта

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

  • Введение
  • 1. Аналитический обзор литературы
  • 2. Экспериментальная часть
  • 2.1 Математическое планирование и организация эксперимента
  • 2.2 Методы исследования
  • 2.2.1 Определение органолептических показателей
  • 2.2.2 Определение активной кислотности
  • 2.2.3 Определение титруемой кислотности
  • 2.2.4 Определение общего количества молочнокислых микроорганизмов (согласно ГОСТ 3526–84)
  • 2.2.5 Определение антагонистической активности микроорганизмов (согласно ГОСТ 6312–78)
  • 2.3 Обсуждение результатов экспериментальных исследований
  • 2.3.1 Результаты органолептических исследований
  • 2.3.2 Результаты измерения активной кислотности
  • 2.3.3 Результаты измерения титруемой кислотности
  • 2.3.4 Результаты определения общего количества молочнокислых микроорганизмов
  • 2.3.5 Результаты оценки антагонистической активности
  • 2.4 Выводы к экспериментальной части
  • 3. Технологическая часть
  • 3.1 Правила приготовления кисломолочных напитков
  • 3.2 Производство йогурта с добавлением витаминов группы В
  • 4. Экология
  • 4.1 Краткая характеристика антропогенного влияния предприятия на экологическую обстановку
  • 4.2 Характеристика источников выбросов в атмосферу
  • 4.3 Характеристика воды, используемой в технологических процессах
  • 4.4 Характеристика твердых отходов
  • 4.5 Характеристика экологической безопасности сырья и продуктов
  • 4.6 Выводы
  • 5. Безопасность жизнедеятельности
  • 5.1 Правовые и организационные вопросы
  • 5.2 Производственная санитария и гигиена труда
  • 5.3 Техника безопасности
  • 5.4 Противопожарная профилактика
  • 5.5 Расчет освещенности кисломолочного цеха
  • 6. Экономическая часть
  • 6.1 Анализ экономической эффективности
  • Заключение
  • Список использованной литературы

Введение

В настоящее время биотехнология становится все более важной составной частью экономики мира, в том числе и агропромышленного производства. Все больше внимания уделяется вопросу разработки и освоению новейших биотехнологий в растениеводстве, животноводстве, ветеринарной медицине, хранении, транспортировке и переработке сельскохозяйственной продукции, получению и использованию биологически активных веществ, кормовых добавок и др. В современной биотехнологии видят одно из средств для преодоления продовольственных, энергетических, сырьевых и экологических проблем [30].

В связи с постоянным и интенсивным развитием молочной промышленности возникает необходимость в разработке более целесообразных и экономически рентабельных способов производства молочных продуктов. Цель данной дипломной работы — исследовать влияние витаминов группы В на процесс приготовления йогурта. Задачами исследования являются анализ и оценка действия витаминов группы В на:

1. Органолептические показатели продукта;

2. Нарастание кислотности и скорости сквашивания молока;

3. Динамику развития молочнокислых микроорганизмов;

4. Антагонистическую активность продукта.

В настоящее время использование усовершенствованных технологических схем в производстве молочных продуктов является актуальным вопросом в современной пищевой биотехнологии. Поэтому поставленные цель и задачи дипломной работы можно считать важными и необходимыми для выполнения.

йогурт витамин микроорганизм органолептический

1. Аналитический обзор литературы

Витамины представляют собой низкомолекулярные органические соединения. Они, как правило, не синтезируются в организме, или синтезируются в количествах, недостаточных для его обеспечения. Поэтому основным источником большинства витаминов являются продукты питания, в которых они содержатся в больших или меньших количествах [6].

Поступая в организм с пищей, витамины принимают участие в обмене веществ. Так, например, большинство витаминов группы В вступает в соединение со специфическими белками ферментов, действуя в качестве коферментов. Для других витаминов, в частности растворимых в жирах, такое участие в метаболизме еще не доказано, хотя и вероятно. Витамины в виде коферментов активно участвуют в сложных биохимических реакциях процессов анаболизма и катаболизма, протекающих в клетках и тканях организма, а также на уровне молекулярных механизмов во внутриклеточных частицах, в особенности в митохондриях [19].

Несмотря на то, что многие витамины представляют собой вещества с хорошо установленным химическим строением, они, по-видимому, в силу хронологической последовательности, связанной с их открытием, сохранили название по буквам латинского алфавита. Буквенный порядок наименования этих витаминов не соответствует их расположению в алфавите и не вполне отвечает исторической последовательности открытия этих веществ.

Витамин В1 (тиамин, аневрин) широко распространен в растениях, однако, за исключением некоторых особенно богатых им продуктов (дрожжи, пшеничные зародыши, рисовые отруби), он встречается в них в сравнительно небольших количествах. Большая часть тиамина в растительных продуктах находится в свободном виде, меньшая? в виде тиаминдифосфата (тиаминпирофосфата, кокарбоксилазы). В животных продуктах он встречается в виде комплекса белка, магния и тиаминфосфата. Из животных продуктов тиамином богаче всего печень, почки, сердце и нежирная свинина. Молекула чистого тиамина состоит из пиримидинового и тиазолового колец, связанных с метиленовой группой [13,6].

Тиамин

Практически, когда речь идет о чистом препарате, чаще всего имеют дело с тиаминхлоридом. Это бесцветные моноклинические игольчатые кристаллы горьковатого вкуса с запахом орехов. Они имеют максимум поглощения при 235 и 267 ммк. Молекулярный вес 337,3. Тиамин растворим в воде, нерастворим в растворителях жиров, теплоустойчив в кислых и разрушается в нейтральных и щелочных растворах, особенно при кипячении и автоклавировании.

В организме тиамин находится главным образом в виде тиаминдифосфата и в меньшей степени монофосфата и трифосфата. Тиаминдифосфат служит простетической группой ферментов, участвующих в важнейших звеньях углеводного обмена: дегидрогеназа пировиноградной кислоты, дегидрогеназа б-кетоглутаровой кислоты и транскетолаза. Тиаминфосфат действует как кофермент в системе транскетолазы, связанной с прямым окислительным путем глюкозы. Тиамин и пантотеновая кислота участвуют в синтезе ацетилхолина, играющего важную роль в гуморальной передаче нервного импульса. При недостаточности тиамина в организме накапливаются пировиноградная и молочная кислоты.

В природе встречаются вещества, оказывающие антитиаминное действие. Они обнаружены в мясе некоторых пресноводных рыб (карп и др.), в мясе атлантической сельди, в креветках, моллюсках. Некоторые из этих веществ действуют наподобие ферментов. Такой фермент получил название тиаминазы. Антагонисты тиамина были воспроизведены также химическим путем.

Недостаточность организма человека в тиамине бывает экзогенной (первичной), связанной с дефицитом этого витамина в питании, и эндогенной (вторичной), причиной которой является в основном нарушение усвояемости или разрушение тиамина в организме.

Недостаток тиамина в питании относится к так называемым болезням цивилизации. Основными ее причинами являются, с одной стороны, все возрастающее потребление хлебных изделий из пшеничной муки высшего и первого сортов, бедных тиамином, а с другой? высокое потребление сахара и кондитерских изделий, увеличивающих легко всасываемую углеводную часть пищевого рациона, что приводит к повышению потребности организма в тиамине. Из этого следует, что тиаминовая недостаточность не связана только с южным климатом, как об этом много говорилось и печаталось в прежние годы, в связи с проблемой бери-бери вследствие преимущественного питания полированным рисом. Гиповитаминоз B1 обнаружен также в умеренных широтах и на Крайнем Севере. Запасы тиамина в организме невелики и быстро истощаются при различного рода резких физиологических напряжениях. К ним нужно отнести воздействие очень холодного климата Крайнего Севера, а также влияние жаркого климата. Обнаружение ранних симптомов B1-гиповитаминоза представляет значительные трудности вследствие того, что клинические явления в этот период носят большей частью стертый и неясный характер. Поэтому ведущее значение в его распознавании имеют специфические биохимические реакции, устанавливающие ранние нарушения обмена веществ, и не специфические, но достаточно характерные физиологические реакции [19].

Эндогенная недостаточность тиамина встречается при хроническом алкоголизме, невритах, заболеваниях желудочно-кишечного тракта, тиреотоксикозе, диабете, различных отравлениях: сероуглеродом, тетраэтилсвинцом, ртутью, метиловым спиртом, мышьяком.

Клинические симптомы недостаточности тиамина следующие: постепенная потеря аппетита, тошнота, запоры, астения, адинамия, судороги и слабость нижних конечностей, учащенное сердцебиение, одышка при незначительном физическом напряжении, раздражительность, ослабление памяти. Тиамин токсичен при применении лишь в больших дозах (100 мг и выше), в особенности парентерально. В этих количествах он угнетает холинэстеразу и гистаминазу и относительно редко вызывает реакции, напоминающие анафилактический шок, со следующими явлениями: ощущение жара, слабость, беспокойство, тошнота, потоотделение, спазм глотки, тахикардия, стенокардия, одышка, гипотензия, крапивница, эозинофилия. Появление реакций и их интенсивность связаны не только с величиной дозы, но и с повышенной чувствительностью к тиамину. У людей, имеющих дело с препаратами витамина В1 наблюдается дерматит рук и предплечий [13]. Витамин В2 (рибофлавин) широко распространен в природе. Из растительных продуктов им наиболее богаты пекарские и пивные дрожжи и бобовые, из животных продуктов? мясо, печень, почки и сердце, коровье молоко, яйца. В животных и растительных продуктах рибофлавин встречается реже в свободном виде и чаще? в связанном, в виде коферментов: рибофлавин-мононукдеотида и рибофлавин-адениндинуклеотида. Рибофлавин представляет собой производное изоаллоксазина, связанного с сахарным спиртом (рибитилом), имеющим 5 углеродных атомов:

Рибофлавин

Молекулярный вес рибофлавина 374,4. Максимумы поглощения при 223, 263, 268, 359−372, 445, 475 ммк. Это тонкие оранжево-желтые кристаллы, горькие на вкус, растворимые в воде и спиртах, нерастворимые в растворителях жиров. Рибофлавин теплоустойчив в сухом виде и в кислых растворах и неустойчив в щелочных растворах, а также к свету [19].

Аналогами-антагонистами рибофлавина являются диэтилфлавин, изорибофлавин, противомалярийный препарат атебрин и др. В организме рибофлавин действует в составе уже упомянутых выше коферментов: рибофлавин-мононуклеотида и рибофлавин-адениндинуклеотида, которые, соединяясь с белками или с минеральными элементами (магнием, железом, медью и молибденом), в виде цитохром-редуктаз, оксидаз, дегидрогеназ и диафораз активно участвуют как переносчики водорода в целом ряде ферментных реакций промежуточного обмена, осуществляя окислительное фосфорилирование в дыхательной цепи [13].

В большинство этих ферментов входит рибофлавин-адениндинуклеотид и в меньшинство? флавин-мононуклеотид. Входя в различные аминокислотные оксидазы, рибофлавин также необходим для правильного обмена белков. Он проявляет стимулирующее процессы анаболизма действие в зависимости от содержания белков в пище.

Витамин В2 влияет на рост и развитие плода. Недостаток его во время беременности может привести к недонашиванию плода и его уродствам. Рибофлавин вместе витамином, А и амидом никотиновой кислоты участвует в акте светового и цветового зрения и обладает экранирующим действием на глаз, предохраняя его от вредного влияния ультрафиолетовых лучей.

При экзогенной и эндогенной недостаточности в рибофлавине плохо заживают раны и трофические язвы, а также трещины сосков у женщин. Недостаточность рибофлавина чаще всего встречается наряду с дефицитом животного белка и никотиновой кислоты.

Наиболее частыми симптомами недостаточности рибофлавина являются изменения со стороны слизистой оболочки рта, кожи и глаз. Наиболее ранний симптом? поражение слизистой в углах рта с образованием трещин, эрозий и язв: так называемый ангулярный стоматит, или «заеды» (старое русское название). Затем возникают поражения слизистой губ на месте их смыкания, приводящие к вертикальным трещинам — хейлоз, изменения слизистой оболочки языка, который становится пурпурно-красным с мелкозернистой поверхностью? глоссит. Наряду с этим отмечаются себорейный дерматит кожи лица, ушей, груди, заболевания глаз: блефарит, конъюнктивит и васкуляризирующий кератит со слезотечением, жжением и светобоязнью.

Эндогенная недостаточность рибофлавина встречается при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, гепатитах, болезнях кожи. Рибофлавин нетоксичен.

Витамин В6 встречается в природе в трех видах: пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин. В небольших количествах он широко распространен в растениях, в значительных? в животных продуктах. Из растительных продуктов хорошими его источниками являются сухие пивные дрожжи, пшеничные отруби, пшеница, ячмень, просо, кукуруза, бобовые; из животных продуктов? говядина, говяжья печень, почки, телятина, свинина, баранина, сыр, треска, лососина, тунец.

Химическое строение витаминов группы В6 следующее:

пиридоксамин

Молекулярный вес пиридоксина 169,2. Максимум поглощения при рН 2,1−291 ммк, рН 6,6−255−324 ммк, при рН 10−247 и 310 ммк. Пиридоксин хлоргидрат представляет собой бесцветные призмы, легко растворимые в воде и спирте, устойчивые к нагреванию, к кислотам и щелочам, но неустойчивые к свету. Молекулярный вес пиридоксаля 167,2; спектры поглощения такие же, как и у пиридоксина; неустойчив к нагреванию. Молекулярный вес пиридоксамина 183,2. Это бесцветные кристаллы, неустойчивые к нагреванию. Аналогами-антагонистами пиридоксина являются 4-дезоксипиридоксин, токсипиримидин и изоникотинилгидразид [6].

Пиридоксин участвует в обмене веществ в фосфорилированном виде, в основном в виде кофермента пиридоксальфосфата (ПАЛФ), входящего в состав многих трансаминаз и декарбоксилаз, а также в состав кинурениназы, цистотианазы, серии — и треониндегидраз и др. Он играет весьма важную роль в синтезе таких коферментов, как НАД, НАДФ, коэнзим, А и др., в синтезе серотоиина и г-аминомасляной кислоты. Другие коферменты пиридоксина имеют гораздо менее широкий спектр действия.

Витамин В6, по видимому, играет роль в обмене жира, так как при его недостатке нарушается превращение белков в жиры и образование эссенциальных полиненаеыщенных жирных кислот. При расщеплении пиридоксина в организме он в основном выделяется с мочой в виде 4-пиридоксиловой кислоты.

При недостаточности в пиридоксине у грудных детей наблюдаются эпилептиформные судороги и гипохромная микроцитарная анемия. Развитие В6-недостаточности у взрослых усугубляется при действии аналогов-антагонистов пиридоксина. При этом наступает потеря аппетита, тошнота, беспокойство, раздражительность, сонливость, сухой себорейный дерматит лица, головы, шеи, груди, хейлоз, конъюнктивит, глоссит, психотические реакции. Вторичная (эндогенная) недостаточность витамина В6 была обнаружена при токсикозе беременных с повышенным выделением с мочой ксантуреновой кислоты и резким понижением выделения 4-пиридоксиловой кислоты после нагрузки триптофаном [19].

Пиридоксин и пиридоксамин нетоксичны. Пиридоксаль обладает относительно высокой токсичностью.

Витамин В12 (кобаламин) в растительных продуктах практически отсутствует, но он синтезируется микроорганизмами. Хорошими его источниками являются мицелий ряда стрептомицетов, пропионовокислые и метанобразующие бактерии. Из животных продуктов он содержится в достаточных количествах в печени ряда рыб, крупного рогатого скота, свиней. В обычных условиях кобаламин синтезируется бактериями кишечной флоры в количествах, достаточных для организма.

Витамин B12, используемый человеком и животными, встречается в нескольких формах, химические и физические свойства которых практически одинаковы. Все эти соединения носят название «кобаламины». Наиболее типичный из них? цианокобаламин.

цианокобаламин

Он включает рибозонуклеотидную часть, в которой вместо пурина и примидина в качестве основания содержится 5,6-диметилбензимидазол. Структурной основой цианокобаламина является макрокольцо из четырех пиррольных колец, сходных по строению с порфирином.

Атомы азота пиррольных колец и один из атомов азота бензимидазола связаны с атомом кобальта, который в свою очередь координационно связан с анионом? цианидным радикалом. Из 19 углеродных атомов, составляющих макрокольцо, у 13 водород замешен метальными группами или длинными боковыми цепями ацетамидных или пропионамидных радикалов. Молекулярный вес 1490±150. Максимумы поглощения при 278, 361 и 550 ммк. Темно-красные иглы или призмы без вкуса и запаха. Хорошо растворимы в воде и спирте. Нейтральные или слабокислые растворы стойки при комнатной температуре и в темноте. Свет, в особенности солнечный, разрушает витамин B12. В водном растворе при рН от 4,0 до 6,0 витамин B12 практически не разрушается даже при автоклавировании при 120° в течение 15 минут.

Наряду с цианокобаламином выделены еще аквокобаламин, нитритокобаламин, имеющие основной характер, а также группа кислых кобаламинов. Из аналогов витамина B12 следует отметить фактор А, фактор В, псевдовитамин В12 и др [19].

Поступающий в организм витамин B12 соединяется в тонких кишках с «интринзивным» (внутренним) фактором Касла, выделяемым железами дна желудка. Фактор Касла представляет собой гликопротеид-гастромукопро-теид, имеющий высокий молекулярный вес (40 000? 70 000), сложного состава, включающий не менее 15 аминокислот, гексозамин, маннозу, галактозу и фруктозу. Механизм действия внутреннего фактора полностью еще не ясен. Он весьма сложен и, возможно, в нем участвует стенка кишечника. Роль этого фактора, по-видимому, заключается в связывании витамина B12, предохранении его от использования кишечными бактериями и инактивации продуктами их обмена, а также в облегчении всасывания самого витамина. Из поступающего с пищей кобаламина всасывается очень ограниченное количество, несмотря на добавление гастромукопротеида.

Витамин B12 относится к веществам с весьма высокой биологической активностью. Основная роль его в обмене веществ полностью еще не раскрыта. Есть основание полагать, что благодаря своей нуклеотидной группе он выполняет главным образом коферментные функции и связывается со специфическими белками. Установлены роль витамина В12 в биохимических обменных реакциях, связанных с сульфгидрильными ферментными системами, участие его в синтезе лабильных метальных групп, в образовании метионина и холина, участие в синтезе нуклеиновых кислот, в частности пуриновых и пиримидиновых оснований. Участие кобаламина в их синтезе, а также в синтезе аминокислот, по-видимому, сопряжено с фолиевой кислотой. Витамин В12 способствует образованию тетрагидрофолиевой кислоты, а последняя в виде формильного производного осуществляет перенос одноуглеродного остатка, замыкая кольцо 4,5-амино-5,4-имидазолкарбоксамида. Таким образом, при недостаточности витамина B12 задерживается синтез ряда незаменимых аминокислот (метионина и др.), белков и блокируется синтез рибонуклеиновых кислот [13].

Дефицит витамина В12 у человека наступает вследствие либо недостаточного получения его с пищей, либо недостаточного его всасывания в кишечнике. Алиментарная (экзогенная) недостаточность встречается в старческом возрасте при ограниченном потреблении мяса, рыбы, яиц и молочных продуктов, а также у лиц среднего возраста при строго вегетарианском питании. Недостаточностью витамина B12 эндогенного происхождения является пернициозная анемия, характеризующаяся мегалобластическим перерождением костного мозга, гиперхромной анемией, поражением языка (глоссит), слизистой оболочки рта, атрофией слизистой дна желудка и фуникулярным миелозом. Как уже указывалось, основной причиной пернициозной анемии является не столько недостаточное поступление в организм витамина В12, сколько нарушение его использования в пищеварительном тракте. Для использования и всасывания витамина B12 необходимо наличие гастромукопротеида, который у больных пернициозной анемией не вырабатывается в организме вследствие атрофии желез дна желудка [6].

Витамин B12 нетоксичен, но назначение его в очень больших дозировках, без специфических показаний, в особенности в пожилом возрасте, нецелесообразно вследствие резкой стимуляции белкового обмена и, в частности, обмена нуклеиновых кислот.

Витамин В3 (пантотеновая кислота) широко распространена в природе. Из растительных продуктов ею богаче всего сухие дрожжи, орехи, бобовые растения, зерновые продукты, грибы, картофель. Из животных продуктов богаты пантотеновой кислотой говяжья печень, говядина, телятина, свинина, яйца, лососина, сельдь.

Пантотеновая кислота является составной частью коэнзима А, который играет важную роль в промежуточном обмене и процессах окисления. По химическому строению это пептид, состоящий из пантоевой кислоты и в-аланина:

пантотеновая кислота

Пантотеновая кислота? это бледно-желтое вязкое масло с молекулярным весом 219. Она является слабым основанием. В таком виде она не могла быть выделена в виде кристаллов, но ее натриевая, калиевая и кальциевая соли представляют собой кристаллы. Пантотеновая кислота хорошо растворима в воде, этиловом спирте, малорастворима в эфире, ацетоне, нерастворима в бензоле и хлороформе. Устойчива к свету и кислороду воздуха. Она стойка в нейтральных растворах, но разрушается в горячих кислых или щелочных растворах. Пантотеновая кислота используется практически главным образом в виде кальциевой соли? пантотената кальция с молекулярным весом 476,6. Это тонкие белые иглы сладкого вкуса, легко растворимые в воде, со щелочной реакцией. Наиболее сильным аналогом-антагонистом пантотеновой кислоты для человека является омега-метилпантотеновая кислота.

Организм человека и животных не может синтезировать пантотеновую кислоту из пантоевой кислоты и в-аланина. В организме человека происходит синтез коэнзима, А из пантотеновой кислоты при посредстве специальной киназы (через пантетеин в коэнзим А).

Коэнзим, А в виде ацетил-коэнзима принимает участие в одной из самых важных реакций в животных тканях? процессе ацетилирования. Кроме того, он катализирует большое число других, важных ферментных реакций.

Обмен пантотеновой кислоты в организме тесно связан с функцией ряда эндокринных органов; в частности, нормальная деятельность надпочечников зависит от обеспеченности организма пантотеновой кислотой. По-видимому, она необходима для синтеза гормона коры надпочечников. С другой стороны, функции кортикостероидов могут до некоторой степени замещаться пантотеновой кислотой.

Для правильного использования пантотеновой кислоты в организме необходима фолиевая кислота и биотин. Пантотеновая кислота и коэнзим, А способствуют росту эпидермальной ткани [6].

У человека до сих пор еще не обнаружено ясных клинических симптомов экзогенной недостаточности пантотеновой кислоты. Однако они несомненно встречаются при повышенной потребности в этом витамине и понижении кишечного синтеза его. Ряд симптомов, связанных с недостаточностью пантотеновой кислоты, описан при бери-бери, пеллагре, арибофлавинозе.

Признаки недостаточности пантотеновой кислоты у человека проявляются после приема ее антагонистов. К этим признакам относятся: слабость, утомляемость, нервно-психические нарушения, парестезии конечностей, периферический неврит, эпигастральные боли, понижение сопротивляемости инфекциям дыхательных путей, гипохлоргидрия, уменьшение холестерина в крови.

Недостаточность пантотеновой кислоты с начала беременности может быть причиной преждевременных родов с высокой смертностью. Выжившие дети часто страдают пороками развития.

Как уже отмечалось, эндогенная недостаточность пантотеновой кислоты возникает в случае подавления кишечной флоры при различных заболеваниях или под влиянием антибиотиков, сульфаниламидных препаратов, противотуберкулезных средств (фтивазид и др.). Она возникает также при восстановительных процессах после операций и ожогов. Пантотеновая кислота нетоксична даже в дозировках до 500 мг в день.

2. Экспериментальная часть

2.1 Математическое планирование и организация эксперимента

Целью эксперимента является изучение влияния витаминов группы В (В2, В6, В12) на развитие L. bulgaricum в процессе приготовлении йогурта.

Задачами эксперимента являются изучение влияния витаминов группы В (В2, В6, В12) на:

1. Органолептические показатели продукта;

2. Нарастание кислотности и скорости сквашивания молока;

3. Динамику развития молочнокислых микроорганизмов;

4. Антагонистическую активность продукта.

В процессе эксперимента приготовлен кисломолочный напиток? «Йогурт 2,5%» в соответствии с нормативно-техническим документом ТУ 9222−217−419 785−00. В готовом продукте содержится не менее 2,5% жира, белка 2,9%, углеводов 13,1%, кислотность составляет 120−140? Т. Напиток годен в течение 14 суток при температуре хранения не выше 4±2є С.

Молочнокислый напиток «Йогурт 2,5%» с добавлением витамина В готовили следующим образом: в нормализованное, пастеризованное и гомогенизированное молоко вносили концентрации 1,0 и 0,5% витаминов В2, В6 и В12 по отношению к количеству сквашиваемого молока, перемешивали и заквашивали закваской, состоящей из чистой культуры L. bulgaricus, в количестве 5% от объема полученной смеси. В контрольный образец витамин не добавляли. Сквашивание проводили в течение 6 часов при температуре 41±2 ?С. Каждые два часа проводили органолептическую оценку, измеряли pH и определяли общее количество молочнокислых микроорганизмов в исследуемых образцах [21].

При производстве напитка была выбрана лиофилизированная закваска состоящая из чистой культуры L. bulgaricus

Для проведения эксперимента использовалось молоко нормализованное, пастеризованное и гомогенизированное с pH 6,72 и титруемой кислотностью 20 Т?.

Для определения общего количества молочнокислых микроорганизмов бала взята питательная среда — сухая MRS. В состав среды входят: пептон мясной ферментативный, дрожжевой экстракт, агар микробиологический, глюкоза, фосфат калия, ацетат натрия, диамммоний цитрат, сернокислый магний и сернокислый марганец, твин 80, сорбиновая кислота. Готовили среду согласно инструкции, указанной на упаковке. Стерильную среду разливали в стерильные чашки Петри по 15−20 мл и подсушивали.

2.2 Методы исследования

2.2.1 Определение органолептических показателей

При оценке органолептических показателей определяли цвет, запах, вкус и консистенцию напитка. Цвет напитка определяли в стеклянной колбе при отражающем дневном свете. Запах определяли при переливании из одного сосуда в другой. Органолептические исследования образцов сравнивали с нормами установленными ТУ 9222−217−419 785−00 [24].

2.2.2 Определение активной кислотности

Определение активной кислотности исследуемых образцов проводили согласно ГОСТ 26 781–85 с помощью ручного pH — метра, марка которого pH ер 2. pH — метр погружали в исследуемый образец и считывали установившееся значение активной кислотности. Для этого каждый анализ проводили 3 раза [17].

2.2.3 Определение титруемой кислотности

Титруемую кислотность молока определяли методом титрования молока в присутствие индикатора фенолфталеина, согласно ГОСТ 3624–67. Брали 10 мл исследуемого напитка, добавляли 20 мл дистиллированной воды, 3 капли фенолфталеина и титровали 0,1 раствором NaOH. Количество щелочи, пошедшего на титрование, умножали на 10 и получали кислотность в градусах Тернера.

2.2.4 Определение общего количества молочнокислых микроорганизмов (согласно ГОСТ 3526–84)

Сущность метода заключается в посеве определенного количества исследуемого субстрата или его разведения в чашки Петри с плотной питательной средой и после термостатирования (в зависимости от видов организмов) подсчитывают выросшие колонии. Исходя, из предлагаемой обсемененности исследуемого продукта готовят разведение для посевов. Если микрофлора исследуемого материала обильная, то рассчитывают такое разведение, в результате посева которого 1 мл этого разведения на чашки Петри находилось десятки колоний. Разведения готовили в пробирках на физиологическом растворе. Стерильной пипеткой 1 мл исследуемого образца вносили в первую пробирку с 9 мл. физиологического раствора. Получаем разведение 1: 10. Новой стерильной пипеткой перемешивали разведение 1: 10 и 1 мл, его переносили во вторую пробирку с 9 мл. физиологического раствора. Получается разведение 1: 100 и т. д. Делали 8 разведений. Из последних трех разведений делали посев на чашки Петри с плотной средой по 1 мл. Схема проведения посева на чашки Петри показана на рисунке 2. 1

Рисунок 2.1 — Схема проведения посева на чашки Петри.

После окончания посевов, подписанные чашки Петри помещали в термостат при температуре 42±2?С. Через 72 часа подсчитывали выросшие колонии микроорганизмов [20,25].

Для подтверждения наличия роста болгарской палочки из выросших колоний делали мазки, которые окрашивали простым способом (метиленовой синью). Для этого на фиксированный мазок пипеткой наливали несколько капель краски. Через 2−3 минуты краску смывали водой, мазок высушивали и рассматривали под масляной иммерсионной системой микроскопа. В поле зрения микроскопа наблюдали формы бактерий, характерные для болгарской палочки, одинарные палочки.

Для подсчета берут те чашки Петри, на которых колонии хорошо отделены одна от другой. Каждую отсчитанную колонию помечают точкой с нижней стороны чашки Петри. При большом количестве колоний дно чашки делят на сектора, подсчитывают количество колоний в каждом секторе и результаты суммируют. Следует, иметь в виду, что точность метода зависит от числа подсчитанных колоний: лучшим разведением считают то, при высеве из которого на плотной питательной среде вырастает от 50 до 150 колоний. Если число выросших колоний меньше 10, то эти результаты отбрасывают. Желательно, чтобы общее количество подсчитанных колоний при высеве данного разведения было не менее 300 [1].

Зная количество выросших колоний и степень разбавления, легко определить количество микроорганизмов в 1 мл исследуемого материала, используя формулу (2. 1).

N= (a±2) K/V (2. 1)

где N — количество микроорганизмов в 1 мл суспензии;

K — разведение, из которого проведен посев;

A — среднее количество колоний на чашке Петри при разведении K;

V — объем суспензии.

2.2.5 Определение антагонистической активности микроорганизмов (согласно ГОСТ 6312–78)

Антагонистическую активность штаммов определяли диффузионным методом. Готовили взвеси патогенных микроорганизмов из суточных культур тест-микроорганизмов, затем засевали газоном на чашки Петри с мясопептонным агаром, подсушивали. В пластине агара с тест-микроорганизмом делали лунки и вносили исследуемые образцы кисломолочных продуктов. Засеянные таким образом чашки Петри термостатировали при 37 0 С в течение 18 — 24 ч, после чего измеряли зону угнетения роста тест-микробов вокруг лунок с контрольными и опытными образцами.

2.3 Обсуждение результатов экспериментальных исследований

По данным литературы витамины группы В (В2, В6, В12) оказывают стимулирующее действие на развитие микроорганизмов. Определенное практическое значение имеют оптимальные концентрации влияния витаминов. Нами исследованы концентрации 1,0 и 0,5% витаминов по отношению к количеству сквашиваемого молока. Контролем служил кисломолочный напиток без добавления витаминов.

2.3.1 Результаты органолептических исследований

При определении органолептических показателей исследуемых образцов получены данные, которые представлены в таблице 2. 1

Таблица 2.1 — сравнительная органолептическая оценка сквашиваемых образцов.

Показатель

Контроль

Концентрация витамина, %

В2

В6

В12

0,5

1

0,5

1

0,5

1

Цвет

белый

бледно — желтый

желтый

белый

белый

бледно-

розовый

розовый

Запах

кислого молока

кислого молока

кислого молока

кислого молока

кислого молока

кислого молока

кислого молока

продолжение таблицы 2. 1

Консистенция

густая

густая

густая

густая

густая

густая

густая

Вкус

кисло-молочный

кисло-

молочный

кисло — молочный

кисло — молочный

кисло — молочный

кисло — молочный

кисло — молочный

Из таблицы 2.1 видно, что внесение витаминов В2 и В12 существенно изменяет цвет молока в процессе сквашивания. Образцы приобретают желтую и розовую окраску. Следовательно витамины В2 и В12 могут использоваться в качестве пищевых красителей. В образцах с витаминами скорость образования сгустка увеличивается по сравнению с контролем.

2.3.2 Результаты измерения активной кислотности

Результаты измерения активной кислотности в исследуемых образцах представлены в таблице 2. 2

Таблица 2.2 — результаты измерения активной кислотности в исследуемых образцах.

Время, час

Контроль

Концентрация витамина, %

В2

В6

В12

1

0,5

1

0,5

1

0,5

2

4

6

6,5

5,6

4,3

6,4

5,4

4,2

6,4

5,3

4,1

6,5

5,4

4,0

6,3

5,3

3,9

6,5

5,5

3,8

6,4

5,5

3,7

Из таблицы 2.2 видно, что при внесении витаминов группы В, молочнокислый процесс протекает интенсивнее. Наиболее интенсивно при внесении витамина В12 0,5%. Значение pH принимает 3,7, что ниже контрольного образца — 4,3. При увеличении концентрации до 1% скорость процесса замедляется.

На рисунке 2.1 показано влияние витамина В на активную кислотность образцов в процессе сквашивания.

Рисунок 2.1 — Влияние витаминов группы В на активную кислотность образцов.

2.3.3 Результаты измерения титруемой кислотности

Результаты измерения титруемой кислотности в исследуемых образцах представлены в таблице 2. 3

Таблица 2.3 — результаты измерения титруемой кислотности в исследуемых образцах.

Время, час

Контроль

Концентрация витамина, %

В2

В6

В12

1

0,5

1

0,5

1

0,5

2

4

6

31

53

125

32

55

128

35

58

130

37

63

133

39

65

136

42

67

136

44

69

138

Из таблицы 2.3 видно, что при внесении витаминов группы В нарастание кислотности происходит интенсивнее чем у контрольного образца. Наиболее быстрое нарастание кислотности наблюдается при внесении витамина В12 0,5%. В течении 6 часов кислотность не превышает 140 єТ, что соответствует ТУ по данному продукту. Увеличение концентрации до 1% приводит к замедлению процесса.

На рисунке 2.2 показано изменение титруемой кислотности образцов в процессе сквашивания.

Рисунок 2.2 — Изменение титруемой кислотности образцов в процессе сквашивания.

2.3.4 Результаты определения общего количества молочнокислых микроорганизмов

Количество L. bulgaricum, выросшее на чашках Петри с питательной средой MRS, представлено в таблице 2. 4

Время, час

Контроль

Концентрация витамина, %

В2

В6

В12

1

0,5

1

0,5

1

0,5

2

4

6

(17±2) ·10І

(15±2) ·10і

(6±2) •104

(17±2) ·10І

(15±2) ·10і

(7±2) •104

(17±2) ·10І

(16±2) ·10і

(8±2) •104

(18±2) ·10І

(16±2) ·10і

(8±2) •104

(19±2) ·10І

(17±2) ·10і

(8±2) •104

(20±2) ·10І

(17±2) ·10і

(9±2) •104

(20±2) ·10І

(18±2) ·10і

(9±2) •104

Из таблицы 2.4 видно, что количество микроорганизмов увеличивается с течением времени. В образцах с витамином В наблюдается большее количество микроорганизмов по сравнению с контрольным образцом. Следовательно внесение витаминов группы В в сквашиваемые образцы способствует увеличению общего количества молочнокислых микроорганизмов, и уменьшению времени сквашивания. Оптимальная концентрация витамина — 0,5%.

На рисунке 2.3 показано изменение количества КОЕ L. Bulgaricum в сквашиваемых образцах с течением времени.

Рисунок 2.3 — Изменение количества КОЕ L. Bulgaricum в сквашиваемых образцах с течением времени.

2.3.5 Результаты оценки антагонистической активности

Антагонистическая активность определяется как зона задержки роста тест-культуры, измеряемая в мм, вокруг диска, пропитанного исследуемым образцом. Результаты исследования антагонистической активности представлены в таблице 2. 5

Таблица 2.5 — размеры зон задержки роста тест-культуры (мм) вокруг дисков, пропитанных исследуемыми образцами.

Тест-культура

Контроль

Концентрация витамина, %

В2

В6

В12

1

0,5

1

0,5

1

0,5

S. tuphimurium

S. aureus

E. coli

Proteus vulgaris

16

27

13

15

16

22

15

16

17

23

17

18

16

29

18

16

16

30

19

19

16

28

16

17

17

29

18

18

Замечание: цифры - размеры зон угнетения роста (мм) патогенных микроорганизмов вокруг дисков, пропитанных исследуемыми образцами.

Из таблицы 2.5 видно, что исследуемые образцы кисломолочного продукта с добавлением витамина В влияют на рост и развитие патогенных микроорганизмов. Наибольшей антагонистической активностью обладает образец с добавлением витамина В6 0,5%.

Рисунок 2.4 — Размеры зон задержки роста (мм).

Рисунок 2.5 — Зоны задержки роста E. coli.

Рисунок 2.6 — Зоны задержки роста S. aureus.

Рисунок 2.7 — Зоны задержки роста S. tuphimurium.

Рисунок 2. 10 — Зоны задержки роста Proteus vulgaris.

2.4 Выводы к экспериментальной части

1. Витамины группы В оказывают влияние на ход технологического процесса при производстве йогурта.

2. Витамины группы В оказывают влияние на динамику развития болгарской палочки.

3. Витамины группы В способствуют нарастанию кислотности. Однако в течение 6 часов сквашивания кислотность не превышает 140°Т, что соответствует ТУ по данному продукту.

4. Добавление витаминов группы В позволяет сократить время сквашивания молока, накопить достаточное количество болгарской палочки и сократить сроки получения готового продукта при сохранении его вкусовых качеств.

5. Витамины В2 и В12 могут быть использованы в качестве пищевых красителей.

6. Исследования позволили выявить наиболее оптимальную концентрацию витаминов группы В. Она составляет 0,5% по отношению к количеству сквашиваемого молока.

7. Увеличение концентрации витаминов группы В до 1% снижает интенсивность накопления биомассы и увеличивает продолжительность технологического процесса;

8. Добавление витаминов группы В к исследуемым образцам способствует накоплению антибиотических веществ в готовом продукте, что приводит к подавлению роста патогенных микроорганизмов таких, как S. aureus, E. coli, S. tuphimurium и тд.

3. Технологическая часть

Молоко — единственный пищевой продукт, который обеспечивает организм млекопитающих всеми необходимыми питательными веществами. И. П. Павлов указывал на три основных свойства молока как пищевого продукта: легкая усвояемость, способность к возбуждению органов пищеварения и лучшее усвоение азота молока по сравнению с азотом других продуктов. Переваримость молока и молочных продуктов колеблется от 95 до 98%. Ученый писал: «Молоко — это удивительная пища, созданная самой природой» [12].

Из составных частей молока (жир, белок, молочный сахар, соли) наиболее важное значение в питании имеют белки. Они полноценны, так как содержат все незаменимые аминокислоты. Калорийность жира молока примерно такая же, как и других жиров, но усвояемость намного выше и достигает 98%. Питательная ценность молочного жира повышается благодаря тому, что в его состав входят полиненасыщенные жирные кислоты, крайне необходимые человеческому организму [4].

Молочный сахар — это специфический углевод, обеспечивающий организм в достаточной степени энергетическим материалом. Молоко является богатым источником важнейших минеральных солей, микроэлементов и витаминов. Имеются данные о том, что кальций молока по сравнению с кальцием других пищевых продуктов усваивается лучше [33,7].

Молоко в большом количестве используется для производства кисломолочных продуктов. Эти продукты легко перевариваются, имеют высокую питательность и обладают антибиотическими, лечебными и диетическими свойствами. Впервые на значение кисломолочных продуктов обратил внимание великий русский ученый И. И. Мечников. Он установил, что при потреблении простокваши гнилостная микрофлора кишечника вытесняется более благоприятной, состоящей из молочнокислых бактерий. Известно, что гнилостные микроорганизмы, населяющие толстый отдел кишечника, развиваются только в слабощелочной и нейтральной средах и разлагают остатки белков пищи, образуя сильные органические яды. Последние всасываются стенками кишечника, поступают в кровь и лимфу, угнетают и расстраивают нервную систему организма. Молочная кислота, поступающая в кишечник с молочнокислыми продуктами, нейтрализуется, но молочнокислые бактерии, развиваясь, могут сбраживать остатки пищи и создавать кислую реакцию среды, в которой гнилостные микроорганизмы погибают [8].

Диетическое значение кисломолочных продуктов заключается еще и в том, что молочная кислота стимулирует секрецию желудочного сока, а сама окисляется до углекислоты и воды. Кроме того, в некоторых продуктах, помимо молочнокислого брожения, происходит и спиртовое, продукты которого возбуждают аппетит и способствуют пищеварению [34].

3.1 Правила приготовления кисломолочных напитков

Кисломолочные напитки можно вырабатывать из молока почти всех видов животных. Коровье молоко, употребляемое для этой цели, должно быть свежим, с кислотностью не выше 20° Т, без посторонних привкусов и запахов, нормального состава, желательно с большим количеством белка [28].

После взвешивания, сортировки и фильтрации молоко пастеризуют на мешалочных, вытеснительных или трубчатых пастеризаторах, можно и в ваннах БДП, с выдержкой 10−15 мин; часто применяют моментальную пастеризацию при высокой температуре, примерно 85?95°С. Высокая температура создает благоприятные условия для набухания казеина, при этом получается плотный сгусток. После пастеризации молоко быстро охлаждают до температуры сквашивания (20?45°С, в зависимости от вида кисломолочных продуктов) и наливают в ванны. По достижении температуры, требующейся для каждого видя продукта, прибавляют в молоко 2?10% закваски, приготовленной на чистых культурах молочнокислых бактерий, и после тщательного перемешивания немедленно разливают в соответствующую тару? банки, бутылки, ушаты и переносят в термостат. Заквашенное молоко разливают при помощи разливочно-укупорочной машины, обеспечивающей точный объем и массу продукта [9].

В термостате поддерживают температуру, необходимую для каждого вида продукта, при которой происходит сквашивание. Оно длится от 3 до 12 часов. В термостате протекает основной процесс брожения: молоко переходит из жидкого состояния в гель, образуя сгусток определенной плотности.

После получения сгустка его необходимо вынуть из термостата, так как долгое пребывание в нем может вызвать сильное повышение кислотности и явление синерезиса (отделение сыворотки). Известно, что сгусток (гель) со временем при высоких температурах быстро уплотняется, стареет, кислотность его повышается и он выделяет сыворотку. Чтобы не допустить этого, необходимо после сквашивания как можно скорее перенести его на 12?18 ч для созревания и дальнейшего уплотнения в холодное помещение, в котором температуру поддерживают в пределах 4?8° С.

Низкая температура замедляет развитие всех молочнокислых бактерий, кроме аромато-образующих, которые придают кисломолочным продуктам специфический вкус.

В настоящее время на молочных комбинатах кисломолочные продукты вырабатывают резервуарным и термостатным способами [5].

3.2 Производство йогурта с добавлением витаминов группы В

В данной работе предлагается включить витамины группы В в процессе приготовления йогурта. Это позволит существенно сократить время технологического процесса и увеличить объем выпускаемой продукции без существенного изменения технологических схем и линий производства. А также повысить антибиотические и органолептические свойства готового продукта.

Производство йогурта предусматривает следующие технологические операции:

· Приемку и подготовку сырья;

· Пастеризацию молока;

· Гомогенизацию молока;

· Заквашивание молока;

· Сквашивание молока;

· Перемешивание;

· Охлаждение;

· Созревание продукта;

· Розлив продукта;

· Упаковывание и хранение продукта.

Аппаратурно-процессовая схема производства йогурта резервуарным способом с добавлением витаминов группы В представлена на рисунке 3. 1

Отобранное молоко нормализуют по жиру. Не жирный йогурт изготавливают из обезжиренного молока. Сухое цельное и обезжиренное молоко восстанавливают в соответствии с действующей технологической инструкцией. При необходимости к цельному молоку можно добавлять до 50% восстановленного. Приготовленное молоко очищают на сепараторах-молокоочистителях (7). Очищенное и нормализованное молоко пастеризуют при температуре 85±2 є С с выдержкой 5−10 минут, или 90±2єС с выдержкой 3 минуты. Пастеризацию сочетают с гомогенизацией при давлении 17,5 МПа. Для этого молоко подогревают в секции рекуперации пастеризационно-охладительной установки (5) до 55−60 єС или до температуры пастеризации [5,7].

Пастеризованное и гомогенизированное молоко охлаждают до температуры сквашивания 20−25 єС и при этой температуре подают в резервуары для кисломолочных продуктов (11). Закваску вносят в резервуар одновременно с молоком и витамином. Количество закваски зависит от её активности и в среднем составляет 5−10%. Наиболее оптимальная концентрацией витамина В — 0,5% от общего количества сквашиваемого молока.

Закваску, молоко и витамин вносят при работающей мешалке. Перемешивание необходимо для равномерного распределения закваски и витамина по всему объему молока. Через 15 минут после заполнения резервуара мешалку выключают.

В процессе сквашивания витамины группы В способствуют размножению микрофлоры закваски, нарастанию кислотности молока, коагуляции казеина и образованию сгустка. Окончание сквашивания определяют по образование плотного сгустка и достижению определенного уровня кислотности. По окончании сквашивания продукт перемешивают, охлаждают до 14−16 єС и направляют для созревания, продолжительность которого составляет не менее 24 часов с момента заквашивания.

После созревания готовый продукт еще раз перемешивают в течении 2−5 минут и отправляют на розлив. Продукт после розлива хранят в течении 24 часов при температуре не выше 8 єС.

Сведения о оборудовании приведены в таблице 3. 1

Таблица 3.1 — характеристика производственного оборудования.

Наименование

Марка

Размеры, мм

Производительность

Подогреватель трубчатый

П8-ОАБ

1500Ч890Ч1450

5000 л/ч

Ванна нормализационная

ВН-600

1210Ч670Ч1350

80 л/ч

Автомат розлива и упаковки

«ПЮР-ПАК» модель 2101

1840Ч1600Ч2420

15−25 пак/мин

Сепаратор-сливокоотделитль

Ж5-ОС2Т-3

860Ч590Ч1445

5000 дм3

Резервуар для созревания и хранения к/м напитков

Я-ОСВ-1

1535Ч1335Ч2827

1000 л/ч

Я1-ОСВ-2,5

1735Ч1535Ч3584

2500 л/ч

Я-ОСВ-4

2100Ч1735Ч3869

4000 л/ч

Я-ОСВ-6,3

2500Ч2135Ч3912

6300 л/ч

Я-ОСВ-10

2900Ч2535Ч4097

10 000 л/ч

Ванна длительной пастеризации

В-ВД2-ПС

1300Ч1080Ч1900

0,35 м3

Резервуар для хранения молока без системы охлаждения.

Г6-ОМГ-25

6200Ч2820Ч3660

2,5 м3

В2-ОМГ-10

4550Ч2128Ч2825

10 м3

Резервуар для созревания к/м напитков

Л5-ОТН-6,3

3900Ч4400Ч3600

6,3 м3

Пастеризационная установка

ПТУ-5М

1400Ч1100Ч1700

5000 л/ч

Установка теплообменные пластинчатые

А1-ОНС-10

2300Ч1300Ч3660

10 000 л/ч

А1-ОНС-25

2300Ч1800Ч2500

25 000 л/ч

Танк универсальный

Г2-ОТ2-А

1560Ч1520Ч2045

1 м3

Сепаратор-молокоочиститель

Ж5-ОС2-НС

1200Ч850Ч1780

10 000 дм3

Гомогенизатор

А1-ОГ2М

1475Ч1120Ч1640

5000 дм3

Установка трубчатая пастеризационная

Т1-ОУТ

1500Ч1250Ч2300

10 000 л/ч

Охлаждение готового продукта можно также осуществлять и в потоке. Для этого молоко заквашивается в емкости для кисломолочных продуктов (11), а по достижению заданной кислотности продукт подается в пластинчатый охладитель (13), где охлаждается в потоке до требуемой температуры. Далее готовый продукт направляется в промежуточную емкость (14), откуда он направляется на фасовку.

Кисломолочные напитки фасуют в термосвариваемые пакеты на автоматах для фасовки жидких кисломолочных продуктов.

4. Экология

4.1 Краткая характеристика антропогенного влияния предприятия на экологическую обстановку

Предприятие «Новобурасский молочный завод» расположено на одной промплощадке на окраине р. п. Новые Бурасы в трех километрах от автомагистрали Саратов — Новые Бурасы.

Ближайшая жилая зона расположена в северо-западном направлении на расстоянии 300 м.

В соответствии с СанПин 2.2. ½.1.1. 1200−03 «Санитарно — защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов» в целом для ОАО «Новобурасский молочный завод» нормативный размер СЗЗ составляет 100 метров. [14]

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой