Развитие научных основ и практические решения совершенствования технологий, повышения качества и расширения ассортимента молочных консервов

Актуальность темы

Проблема улучшения структуры питания и обеспечения доступности продуктов для населения являются актуальными во всем мире и стратегически регулируются на правительственном уровне. Государственная политика России в этой области представлена нормативной базой в сфере производства и потребления пищевых продуктов на основе Федерального закона РФ от 02 января 2000 г. № 29-ФЗ «О качестве и безопасности пищевых продуктов», ряда президентских и федеральных программ, сопутствующих региональных и областных постановлений и др. В формировании политики значительна роль научных исследований, предполагающих постоянный анализ проблемы и генерирование соответствующих решений, прикладное комплексное назначенрю которых направленно, в первую очередь, на развитие положительных тенденций в характере питания населения.

Детальное рассмотрение проблемы в рамках стратегии мировой продовольственной программы позволяет сформулировать и в определенной мере оценить наиболее приоритетные направления практических решений. Это повышение пищевой и биологической ценности рационов и продуктов в соответствии с современной концепцией питания, увеличение сроков годности продукции и обеспечение её доступности в соответствии с основными схемами фрагментации потребительского рынка: географическому, социокультурному, демографическому, психографическому и поведенческому.

Современный уровень развития пищевых технологий является прикладным результатом фундаментальных исследований в области медицины, биологии, физики, химии, экономики и др., на данных которых базируется наука о питании. Квинтэссенцией научных исследований является современная концепция питания, отражающая сумму химических процессов, лежащих в основе жизнедеятельности организма, и определяющая количество и пропорции между основными потоками пищевых веществ в рационе с учетом эволюционно сложившихся особенностей пищеварения и негативного влияния факторов окружающей среды. Соответственно на её динамичной основе постоянно анализируется круг вопросов, связанных с необходимостью своевременной структурной перестройки технологических и технических систем предприятий, изменения рецептур, обновления и расширения ассортимента и др.

Становление и переоценка научных и практических основ питания в разрезе разработок новых и совершенствования традиционных технологий, технического обеспечения процессов, методологической базы и других прикладных и тео- 1 ретических аспектов зафиксированы в основополагающих работах отечественных и зарубежных ученых: Беликова В. М., Бражникова А. М., Волгарева М. Н., Горбатова В. М., Диланяна З. Х., Дьяченко П. Ф., Журавской Н. К., Евдокимова PI.А., Липатова H.H., Липатова H.H. (мл.), Лисицына А. Б., Остроумова Л. А., Покровского В. И., Радаевой И. А, Рогова И. А., Семенихиной В. Ф., Титова Е. И., Тихомировой H.A., Толстогузова В. Б., Тутельяна В. А., Харитонова В. Д., Храмцова А. Г., Dupont.

D, Fisher Е., Odier A., Rivas H., Tarrant P. и др. «.

Существенным в обеспечении доступности продуктов и, соответственно, одним из приоритетных направлений в развитии пищевых технологий, является повышение храиимоустойчивости продуктов. Разработки в данной области на государственном уровне позиционируются как единая задача стратегического, социального и экономического назначения во взаимосвязи.

На сегодняшний день достаточно отчетливо сформулированы точки зрения о возможных путях продления сроков хранения. Разработаны теоретические и практические основы физических, химических, биологических изменений, происходящих в пищевых продуктах при хранении. Активно дискутируются тема первостепенной значимости воды в технологиях продуктов с длительным сроком годности. Исследованию воды, ее взаимодействиям с компонентами и реакционной способностью пищевых систем посвящены основополагающие работы Гинзбурга A.C., Дунайского A.B., Егорова Г. А., Киселева A.B., Козакова Е. Д., Лыкова A.B., Ребиндера П. А., Рогова H.A., Brunauer S., Cherife J., Duckworth R.B., Karel M., Labuza T.P., Scott W.J., Troller J.A. и др.

Практическое достижение декларируемых государственной политикой целей в области производства и потребления* пищевых продуктов непосредственно связано с технологиями переработки молока, как важного компонента в питании человека, занимающего существенный удельный вес в потребительской корзи-неЧ С целью обеспечения защиты жизни и здоровья граждан, предупреждения действий, вводящих в заблуждение потребителей, обеспечения достоверности информации о наименовании, составе и свойствах молочной продукции, впервые в рамках пищевой промышленности России был разработан Федеральный закон РФ от 12.06.2008 г. № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию».

С учетом географических и климатических особенностей России, сезонностью переработки молока, стратегическими соображениями, сложившейся фрагментацией потребительского рынка и экономическими факторами особое значение приобретают исследования направленные на совершенствование традиционных и создание новых технологий молочных консервов, как высокопитательных продуктов длительного хранения. Комплексные разработки в данной облас-£ ти максимально соответствуют приоритетным направлениям, регламентируемым государством в решении проблемы питания.

Развитию научных основ технологий традиционных видов молочных консервов, история которых формируется на протяжении последних двух столетий, а также созданию новых видов способствует постоянный интерес, проявляемый учеными к проблеме консервирования пищевых субстанций в целом. Основанные на единых биологических принципах, большинство теоретических основ и практических решений в области консервирования пищевых субстанций потенциально предусматривают возможность опосредованного приложения их модиА фикаций в рамках любой конкретной отрасли. Соответственно и публикуемые в настоящее время данные, независимо от их первичной направленности, позволяют прогнозировать перспективность адаптации множества современных мето В соответствии с Федеральным законом № 44-ФЗ «О потребительской корзине в целом по РоссиискоП Федерации» от 31 марта 2006, объем потребления молока и молокопрод^ктов (в пересчете ни молоко) составляет ог 218,9 до 325,2 кг в среднем на одною человека в год п фраг-меншрован в зависимости от возраста и социального статуса дологических и технологических подходов, международных характеристик безопасности и качества консервированных продуктов, а также иных научно-практических результатов применительно к производству молочных консервов. Однако в последние десятилетия отмечен низкий уровень интеграции в технологии молочной промышленности современных принципов и подходов, несмотря на их прогрессирующее развитие в других отраслях.

Процесс формирования современных промышленных технологий и ассортимента молочных консервов прослеживается в работах отечественных и зарубежных ученых: Гнездиловой А. И., Кивенко С. Ф., Липатова Н. Н., Остроумова J1.A., Петрова А. Н., Плановского А. А., Полянского К. К., Радаевой И. А., Рожковой И. В., Семенихиной В. Ф., Страхова В. В., Тарасова К. И., Тихомировой Н. А., Филатова Ю. И., Харитонова В. Д., Чекулаевой JIB., Duckworth R.B., Hunzinker O.F., Karel М., Labuza Т.Р., Scott W.J. и др. Множество из решений, предлагаемых ученными, стали базой для динамичного развития технологий переработки молока на качественно новых уровнях, позволяющих значительно увеличивать сроки хранения традиционно скоропортящейся продукции. Это, в свою очередь, создало предпосылку к выбору независимых признаков, разработке унифицированной классификации консервов и определению термина в целом.

Ситуационный анализ отечественной молочноконсервной отрасли показывает, что последние 10−15 лет в России происходит переориентация производства. Активно развиваются альтернативные технологии производства и переработки консервов, большинство которых получены эмпирически и требуют комплексных научных исследований, так как вырабатываемая продукция в государственном масштабе, в первую очередь, носит стратегическое назначение и закладывается в Росрезерв, в том числе по линии ЧС. Помимо резервирования существуют факторы снабжения консервами отдаленных регионов России и их высокая популярность у населения.

По экспертным данным на 2008 г. в России более 50% молочных консервов вырабатываются по технологиям, предусматривающим в качестве сырьевых ингредиентов ранее не задействованные компоненты, а соответственно применение альтернативных классическим производственных схем. Детализация проблемы показывает, что масштабное развитие альтернативных технологий свойственно всем регионам России и затронуло практически все виды консервированных продуктов. В целом для отрасли эта тенденция позитивна, так как направлена на увеличение объемов производства. Однако, технологические регламенты и режимы процессов, закономерности формирования и динамика в хранении качественных показателей продукции по альтернативным технологиям систематически не изучены и, следовательно, такие работы актуальны.

Глобальный анализ мировых тенденций развития технологий консервирования обнаруживает, что резервы для совершенствования традиционных и альтернативных технологий производства и переработки молочных консервов, повышению их качества далеко не исчерпаны. Колоссальный потенциал заложен в исследованиях термодинамических характеристик и функционально-технологических показателей молочных систем и дальнейшей реализации полученных данных в качестве системных критериев дефиниции рациональности технологических операций, обоснованности производственных схем, а также оценки качества продукции. Полученные за последние десятилетия данные по показателю «активность воды" — торможению процессов абиогенной и биогенной деградации микрои макрокомпонентов- «барьерным» технологиям консервированиянаучно-прикладным методам проектирования продуктов функционального назначения и мь’огим другим направлениям в различных пищевых системах, позволяют предполагать возможность опосредованной адаптации большинства методологических подходов применительно к технологиям молочных консервов, прогнозировать стратегическую, экономическую и социальную значимости разработок и, следовательно, декларировать актуальность данных работ. С учетом плохой экологической и демографической ситуации в России не менее актуальны исследования в области развития технологий молочных консервов функционального назначения.

В основу диссертационного исследования положена концепция, согласно которой одно из перспективных направлений совершенствования традиционных и разработки новых технологий, а также повышения качества молочных консервов заключается в развитии методологических принципов и приемов внедрения термодинамических и функционально-технологических показателей в качестве инструментов направленного регулирования процессов и мониторинга продукции, гармонизированных с современными характеристиками безопасно-сти/хранимоустойчивости и международной практикой градации продуктов по параметрам влагосодержание/"активность воды".

Целью настоящей работы является совершенствование технологий, повышение качества и расширение ассортимента молочных консервов путем адаптационной интеграции термодинамических характеристик и функционально-технологических показателей в систему диагностики рациональности процессов, производственных схем, их обоснованности и мониторинга продукции.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и последовательно реализованы следующие задачи:

— обосновать выбор термодинамических характеристик и функционально-технологических показателей для направленного регулирования процессов производства консервов и их качества в соответствии с выявленными в результате информационно-аналитического прогноза перспективными направлениями развития технологий консервирования молочных продуктов;

— разработать прогностическую модель предельных сроков сохранности молока в фазе биоза, определить приоритетные признаки принадлежности молочных продуктов к группе консервов, предложить принципы идентификационной классификации молочных консервов;

— исследовать влияние свойств питьевой воды2) на эффективность восстановления сухих молочных продуктов и формирование/кинетику термодинамических и функционально-технологических показателей восстановленных композиций, разработать технологические способы водоподготовки;

21 СанПиН 2 1 4 1074−01 — Питьевая вода Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения Контроль качества.

— 12- усовершенствовать технологии сухих молочных продуктов путем направленного формирования функционально-технологических показателей с учетом процессов дальнейшей переработки;

— разработать методику определения показателя «активность воды», экспериментально получить и систематизировать материал по значениям показателя в молочных продуктах;

— выявить закономерности формирования/кинетики показателя «активность воды» в молочных продуктах;

— определить функционально-технологическую значимость показателя «активность воды» в оценке рациональности и обоснованности производственных процессов и схем, а также мониторинга продукции;

— усовершенствовать традиционные и разработать новые технологии молочных консервов и продуктов с длительным сроком хранения, в том числе функционального назначения, провести их промышленную апробацию и реализацию.

Нау<�чная новизна:

— предложена методология идентификации принадлежности молочных продуктов к консервам по приоритетным признакам срок годности/температура хранения с оценкой «уровня» консервирования, разработана новая классификация молочных консервов, гармонизированная с международными схемами фрагментации продуктов питания по объединенной характеристике — влагосо-держание/"активность воды";

— установлены закономерности влияния свойств питьевой воды (общая жесткость, рН, буферная емкость) и способов её предварительной обработки (тепловая, магнитная, акустическая, ионообменная и обратноосмотическая) на эффективность процесса растворения сухих молочных продуктов и формирование/кинетику функционально-технологических и термодинамических показателей восстановленных систем различной композиционной концентрации;

— получены новые данные по закономерностям формирования/кинетики функционально-технологических показателей и термодинамических характеристик молочных консервов от вида, дозировки, момента внесения солей-стабилизаторов и/или ряда тепловых и механических технологических воздействий в процессе производства;

— систематизированы экспериментальные данные по значению показателя «активность воды» для основных видов молочных консервов и их промежуточных композиционных систем в зависимости от влагосодержания и температуры;

— доказана целесообразность применения показателя «активность воды» в качестве индикатора завершенности процесса влагосвязывания при восстановлении сухих молочных продуктов;

— установлена значимость показателя «активность воды» в прогнозировании качества продукта, регулировании последовательности п интенсивности технологических операций и определении обоснованности технологических схем;

— получены новые данные по ряду малоисследованных показателей воздушно-газовой среды молочных консервов, обоснованы перспективы использования показателя «точка росы» в оценке рисков хранимоустойчивости продукции;

— выявлены новые физико-химические и технологические закономерности создания консервов на молочной основе, предложены принципы формирования их качества, во взаимосвязи позволяющие проектировать новые и совершенствовать традиционные технологии этой продукции с учетом термодинамических характеристик и функционально-технологических показателей.

Практическая значимость и реализация результатов:

— разработаны и реализованы технологические способы водоподготовки для эффективного растворения сухих молочных продуктов, обосновано отсутствие необходимости экспозиции восстановленных композиций;

— обоснована экономическая эффективность производства и переработки сухих молочных продуктов за счет применения солей-стабилизаторов в технологии сухич молочных продуктов и водоподготовки на этапе их восстановления;

— разработаны технологические принципы и приемы повышения качества и рационализированы производственные схемы молочных консервов в диапазоне низкой, промежуточной и высокой влажности путем интеграции, анализа и формирования во взаимосвязи термодинамических и функционально-технологических показателей;

— разработаны и реализованы в производство 26 технологий молочных консервов и продуктов с длительным сроком годности, в том числе 10 функционального назначения (см. Приложения 1. 16);

— разработаны и в установленном порядке аттестованы методики выполнения измерений (МВИ) показателя «активность воды» в молочных продуктах сорбционно-емкостным методом — Свидетельство об аттестации МВИ № 241.224/2008 от 05.03.08 г. (см. Приложение 17) и методика выполнения измерений массовой доли влаги в молочных продуктах с помощью влагомера термогрцвиметрического инфракрасного МА-50 фирмы «ЗагШпш» — Свидетельство об аттестации МВИ № 241.186/2006 от 25.10.06 г. (см. Приложение 18), выданные ФГУП «Уральский научно-исследовательский институт метрологии».

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и получили одобрение на симпозиумах, конференциях, семинарах различного уровня: Международная научно-практическая конференция «Биотехнология. Вода и пищевые продукты» (Москва, 2008 г.) — Симпозиум Международной Молочной Федерации «Лактоза и ее производные» (Москва, 2007 г.), Международная конференция «Неделя молочной промышленности» (Ереван, 2007 г.) — Научно-практический семинар «Вопросы производства молочной продукции» (Стерли-тамак, 2006 г.) — Научно-практическая конференция «Наукоемкие и конкурентоспособные технологии продуктов питания со специальными свойствами» (Углич, 2003 г.) — II Международная научно-практическая конференция «Пища. Экология. Качество» (Новосибирск, 2002 г.) — Международный семинар «Молочные консервы» (Москва, 2001 г.) и др., а также на Ученых Советах ГНУ В НИМИ Россельхозакадемии в рамках отчетов по бюджетным и хоздоговорным темам ежегодно с 2000 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 103 печатные работы, в том числе: 3 монографии, 1 лабораторный практикум, 25 статей в журналах, рекомендованных ВАК, и 64 в научных трудах институтов, материалах научных чтений, семинаров, конференций и симпозиумовполучено 7 патентов и зарегистрированы 3 заявки на изобретение (см. Приложение 19).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, методической части, результатов собственных исследований и их анализа (6 глав), а также выводов, списка использованных источников литературы и приложений. Основной текст работы изложен на 312 страницах машинописного текста (не включая Приложения), содержит 56 таблиц, 72 рисунка, 409 литературных и 35 Internet источников.

Основные результаты работы н выводы.

Усовершенствованы традиционные и созданы новые технологии молочных консервов с учетом информационно-аналитического прогноза развития молочно-консервного производства. Обоснована интеграция объективных термодинамических и функционально-технологических показателей в процессы производства и мониторинга продукции.

2.Разработана методология идентификации принадлежности молочных продуктов к консервам по выявленным приоритетным признакам срок годности/температура хранения с оценкой «уровня» консервирования. Предложена новая классификация молочных консервов, включающая дополнительные оценочные критерии, в т. ч. объединенную характеристику влагосодержание/"ак-> тивность воды" с градацией на продукты низкой, промежуточной и высокой влажности.

3.Экспериментально подтверждена значимость свойств воды в формировании качества восстановленных молочных продуктов. Доказано, что повышение обо щей жесткости воды в диапазоне 0−10 моль/м приводит к понижению эффективности процесса растворения сухих молочных продуктов, а также термоус-тончивости восстановленных композиций. Установлены закономерности формирования индекса растворимости и группы термоустойчивости восстановленных композиций в указанном диапазоне общей жесткости воды и массовой доли сухих веществ молока 9-^-25,0% и 12,5-^-27,5% для обезжиренного и цельного молока соответственно. Для повышения эффективности процесса предложены и реализованы в производственных условиях технологические способы водопод-готовки: тепловым, магнитным, акустическим воздействиями, а также ионообменной и обратноосмотической фильтрацией, что позволило повысить полноту растворения и термоустойчивость восстановленного продукта.

4.Доказана целесообразность применения технологических пищевых добавок (солей-стабилизаторов) и предварительной термической обработки молока в технологии сухих молочных продуктов для улучшения ряда показателей, в т. ч. эффективности растворения, повышения термоустойчивости, гранулометрического состава. Установлены тенденции и закономерности направленного формирования/кинетики этих показателей на весь период хранения для сухого цельного и обезжиренного молока. Определены рациональные дозировки солей-стабилизаторов, способы внесения, улучшающие качество и хранимоустойчи-вость сухих молочных продуктов. На основе критериальной оценки по признакам доступность/цена/качество/эффективность доказано преимущество использования комплексных полифосфатных солей-стабилизаторов. Показана рациональность проведения предварительной термической обработки сырого молока. в случаях его резервирования, предусмотренных Федеральным законом РФ от 12 июня 2008 г. № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию». Экономический эффект от применения солей-стабилизато-ров в технологии производства сухих молочных продуктов и водоподготовки на этапе их восстановления составил более 290 и 320 руб./тонну сухого цельного и обезжиренного молока соответственно (на 2007;2008гг.).

5.Разработаны и аттестованы в установленном порядке методики выполнения измерений показателя «активность воды» (сорбционно-емкостной метод) и массовой доли влаги (метод инфракрасной термогравиметрии) — обеспечивающие возможность анализа всего спектра молочных продуктов. Создана информационная база данных по значению показателя «активность воды» для основных видов молочных консервов.

6.С использованием показателя «активность воды» в качестве критерия завершенности процесса восстановления сухого цельного и обезжиренного молока установлены закономерности продолжительности влагосвязывания от температуры, концентрации и состава восстановленного продукта. Выявлено, что длительность процесса для нормированных концентраций обезжиренного и цельного восстановленного продукта составляет: при температурах 40 и 60 °C не более Змин., а при 10 °C — не более 6 мин. с момента окончания растворения. Дальнейшее повышение концентрации восстановленного продукта в 2−5 раз приводит к разнонаправленным изменениям, связанным с концентрационными особенностями макрокомпопентов системы, но длительность процесса для всех случаев не превышает 8 минут. Доказана нецелесообразность ранее рекомендуемой экспозиции восстановленных продуктов на производстве от 0,5 до 6 часов и более.

Получены изотермы сорбции для сухих молочных продуктов, вырабатываемых па конкретном заводе с постоянной сырьевой зоной и стабильным технологическим процессом. Обобщение экспериментального материала по различным производителям в едином алгоритме (на базе 644 и 757 образцов сухого цельного и обезжиренного молока от разных предприятий) показало, что получение аналогичной зависимости между влагосодержанием, температурой и показателем «активность воды» невозможно без учета химического состава и трансформационных изменений основных макрокомпонентов сырья.

Выявлены тенденции формирования/кинетики показателя «активность воды» по технологической цепочке (сырье—>переработка—охранение), что позволило рационализировать последовательности внесения рецептурных компонентов и улучшить консистенцию молочных консервов.

7. Доказана значимость показателя «активность воды» в прогнозировании качества молочных консервов, регулировании последовательности и интенсивности технологических процессов и определении обоснованности производственных схем. В промышленных масштабах оптимизированы технологические процессы традиционных и рекомбинированных продуктов: восстановление, пастеризация, сгущение и др. Получены новые данные по малоисследованным характеристикам воздушно-газовой среды молочных консервов, обоснованы перспективы использования показателя «точка росы» в оценке рисков хранимо-устойчивости продукции.

8. Усовершенствованы технологии основных видов молочных консервов (сухих, сгущенных с сахаром и сгущенных стерилизованных), обеспечивающие повышенное качество продукции на весь период хранения. Разработаны новые технологии рекомбинированных сгущенных консервов, включающие предварительную подготовку воды и ускоренный процесс восстановления сухих молочных продуктов. Разработаны технологии консервов функционального назначения. С учетом результатов формализации состава и свойств молочных консервов геродиетического назначения теоретически обоснованы и реализованы многокомпонентные модули рецептур, сбалансированных по жирнокислотному и аминокислотному составам, а также обогащенных ликопином. Новые продукты геродиетического назначения характеризуются следующими коэффициентами сбалансированности жира Яьз/^б, не ниже для продуктов: сухих 0,871/0,615- сгущенных с сахаром 0,949/0,618- сгущенных стерилизованных 0,883/0,648. Получена следующая аминокислотная сбалансированность белка Яр/а для продуктов: сухцх 0,46/15,00, сгущенных сладких 0,44/15,76. Полученные значения критериев выше аналогичных для молочного жира и белка.

9. На основании проведенных исследований разработаны и реализованы в промышленность 26 технологий молочных консервов и продуктов с длительным сроком годности, в том числе 10 функционального назначения. Большинство из разработанных технологий включают техническую новизну, подтвержденную 7 патентами п 3 заявками на изобретения РФ. За период с 2003 г. освоено 23 технологии на 61 предприятии России. Результаты исследований реализованы и на предприятиях молочной отрасли Украины (3), Армении (2) и Эстонии (1). При реализации результатов исследований в промышленных условиях эффективность разработок оценивались путем осуществления авторского мониторинга и независимых экспертиз.

1.5 Заключение.

Проведенный анализ работ отечественных и зарубежных источников научно-технической информации свидетельствует о наличии существенных несоответствий в логико-понятийной системе области консервирования с реальным уровнем развития технологий, современных научных разработок и международными схемами фрагментации продуктов по признакам влагосодержание/"активность воды". Отчетливо видна дифференцированность технологических решений родственных по сути проблем консервирования как в рамках отраслей пищевой промышленности России, так и низкий уровень их адаптации с международными требованиями в целом. Отмечен колоссальный незадействованный потенциал от возможной интеграции современных оценочных критериев в системообразующие процессы технологий и мониторинг продукции. Последние расширены до термодинамических характеристик и функционально-технологических показателей. Следует отметить, что фундаментальные основы в данной области были заложены отечественными учеными. Однако в дальнейшем был неадекватно оценен потенциал их прикладного назначения.

Полученные за последние десятилетия данные по показателям «активность воды», «точка росы» и др.- способам торможения процессов абиогенной и биогенной деградации микрои макрокомпонентов- «барьерным» технологиям консервированиянаучно-прикладным методам проектирования продуктов функционального назначення и многим другим направлениям в различных пищевых системах, позволяют предполагать возможность опосредованного адаптирования большинства методологических подходов применительно к технологиям молочных консервов, прогнозировать стратегическую, экономическую и социальную значимости разработок и, следовательно, декларировать актуальность данных работ.

Детализация проблемы в рамках молочной промышленности России показывает, что аналогичные разработки находятся на начальной стадии, а имеющиеся в настоящее время результаты не систематизированы, а зачастую неоднозначны. В большинстве случаев исследования направлены на решение частных задач в рамках конкретных технологий. При этом потенциал разработок — принципиальная эволюция технологий, с выходом продукции на качественно новых уровнях.

Соответственно сформулированы концепция, цель и, задачи исследований, представленные во введении.

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1. Структура, организация и схема исследований.

Структура исследований диссертационной работы включала теоретические, экспериментальные, опытно-производственные этапы и состояла из следующих основных блоков: ретроспективный поиск и анализ научно-технической и патентной информации по кругу изучаемых вопросов, в том числе с помощью ресурсов Интернетразработка научной гипотезы, алгоритма исследований и дефиниция методов контроля анализируемых величинпроведение комплекса исследований и анализ полученного экспериментального материаларекомендации по практическому применению результатов исследованийразработка технической документации и освоение технологий.

Работа выполнена в лаборатории геродиетических и специальных продуктов ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности. Часть исследований, на уровне консультаций и проведения специфичных анализов с применением современных аналитических методов, проводилась в творческом сотрудничестве со специалистами Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова (ИПЭиЭ им. А.Н.Северцова), Института элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН (ИНЭОС им. А.Н. Несмеянова), ФГУП НИИ «Мир-Продмаш», Московского государственного университета прикладной биотехнологии и др. организациями, с четким разделением объектов интеллектуальной собственности.

Апробацию технологических решений осуществляли на базе ПЭЗ ГНУ ВНИМИ, ЗАО «Кардымовскин МКК», ООО «Гагаринское молоко», ЗАО «Руд-няконсервмолоко», ЗАО «Молконсервы», ЗАО «Верховский МКК», ЗАО «Компания „Нутритек“», ООО «Биопродукт», ЗАО «Раменский КК», ООО «Росагро-комплекс», ЗАО «Ратибор», ЗАО «Бахмчконсервмолоко», ЗАО «Городокконсер-вмолоко», АОЗТ «Аштарак-Кат», ЗАО «Ереванский МК», ООО «Полвен» и ряде других организаций России и ближнего зарубежья (см. Приложения 2. 16).

Схема проведения исследований приведена на рис. 2.1.

Научная концепция.

Анализ научно-технического материала по проблеме.

I ~~.

Цель работы С.

Постановка задач исследований.

Разработка принципов идентификации молочных консервов, математических критериев их оценки и соответствующей классификации.

Анализ молочных консервов на соответствие международным схемам фрагментации продуктов по параметрам влажность/Ау.

Выбор инструмента совершенствования технологий.

Теоретический этап.

Разработка алгоритмов программного обеспечения.

Разработка информационио-аналитического прогноза перспектив развития технологий консервирования молочных продуктов.

Формализация требований геродиетики к модели эталона сбалансированности белковых и липидных композиций.

Экспериментальный этап I.

Разработка рабочей гипотезы и методологических подходов.

Формирование пакета возможных инновационных решений.

— Объекты исследований Анализ виртуальных моделей л «§ а сЗ Ю л О. вО я.

— Анализ натурных моделей Й 3.

Элементы аппаратурного оформления *— Система мониторинга качества Определение технологического решения".

Механизм явления.

Анализ результатов с позиции совершенствования и совместимости.

Реализация моделей в комплексную технологию.

Опытная выработка и анализ продукта с позиции совершенствования Г.

Молочные консервы с низкой влажностью.

Разработка и освоение новых технологий I.

Молочные консервы с промежуточной влажностью 1.

Молочные консервы с высокой влажностью.

Рис. 2.1 Общая схема исследований 2.2 Объекты исследований.

На различных этапах работы объектами исследований являлись: натуральное коровье молоко-сырьемолоко пастеризованное и стерилизованноесухое цельное и обезжиренное молоко, сухие сливки, сухая молочная сыворотка и их индивидуально или композиционно восстановленные системысгущенные молочные продукты с сахаромстерилизованные сгущенные молочные продуктыжировые (сливочное масло, сливки и др.) и белковые (творог) молочные продуктывода питьевая и дистиллированнаяуглеводы — сахароза, фруктоза, лактоза, глюкоза и др.- жиры (пальмовый, кокосовый, заменители молочного жира и др.) — изоляты соевого белкаПД (технологические соли, усилители вкуса, стабилизаторы, загустители, регуляторы кислотности, антиокислители и др.), БАД и др. Все применяемые в ходе работ компоненты и вещества соответствовали требованиям действующей иормативно-технической документации. Приготовление жирорастворимых и водорастворимых композиций ПД, БАД, жировых, белковых и углеводных компонентов проводили согласно рекомендациям производителя с учетом возможных термои механико-деструктивных изменений в процессе технологии.

В работе были также задействованы виртуальные и реальные объекты-модели: классификация молочных консервов с применением метода формальной логики и критерии принадлежностиматематический и методологический аппараты оценки уровня консервирования и хранимоустойчивости молочных консервовмодельные и реальные монои поликомпонентные системы-имитаторы различных этапов производственных схемусовершенствованные и новые технологии молочных консервов с повышенной, промежуточной и низкой влажностью, том числе функционального назначения и др.

2.3 Методы исследований, приборное обеспечение.

При выполнении работы использовали стандартизованные и общепринятые в химико-технологическом и микробиологическом контроле молочных продуктов и воды методы исследований, изложенные в специализированных литературных источниках, а также оригинальные методы, комплексно обеспечивающие выполнение поставленных задач.

Повторность опытов на всех этапах выполнения работы не менее 3.

2.3.1 Стандартизованные экспериментальные методы.

Стандартизованные методы со ссылкой на первоисточник приведены в таблице 2.1. ч.

Правила приемки, отбора проб молока и молочных продуктов, подготовку их к физико-химическим испытаниям и органолептической оценке проводили в соответствии с ГОСТ 3622–68, ГОСТ 26 809–86 и ГОСТ 13 928–84. Правила приемки, отбора проб воды, подготовку их к физико-химическим испытаниям и органолептической оценке проводили в соответствии с ГОСТ Р 51 592−00 и ГОСТ Р 51 593−00. В части терминов и определений на воду и водоподготовку — ГОСТ.

30 813−02.