аспирант Скрыльникова Е.С.¹, Филипцова Н.Г.²

¹Воронежский государственный университет инженерных технологий, Россия

²Воронежский техникум строительных технологий, Россия

Оптимизация технологического процесса в производстве творога

Современные тенденции совершенствования ассортимента творога ориентированы на создание сбалансированной по пищевой и биологической ценности продукции функциональной направленности с увеличенными сроками годности. Технологические схемы таких продуктов предусматривают комплексное использование сырья, увеличение выхода готового продукта, снижение энергозатрат и обеспечение экологической чистоты производства. Реализация этих принципов достигается в результате синтеза оптимальной структурной схемы, включающей научное обоснование выбора рецептурных ингредиентов, последовательности основных технологических процессов и оптимальных условий их проведения.

Большой научный и практический интерес представляет разработка и реализация ресурсосберегающих технологий творога, позволяющих сократить расход сырья и получить продукт, характеризующийся синбиотическими свойствами, которые обеспечивают присутствие пре- и пробиотиков.

Нами изучена возможность применения пшеничных волокон «Хамульсион», характеризующихся пребиотическими свойствами, в технологии творога. Состав данных волокон представлен целлюлозой, гемицеллюлозой и лигнином. Они не перевариваются и не всасываются в верхних отделах пищеварительного тракта, способствуют лечению и профилактике ожирения, сахарного диабета и сердечно-сосудистых заболеваний, стимулируют рост и повышают биологическую активность полезной микрофлоры кишечника.

В результате растворения пищевых волокон в нормализованной смеси для производства творога увеличиваются их объем и масса. Данный процесс называется набуханием, который характеризуется предельной степенью, константой скорости и зависит от рН и массовой доли жира технологической среды [1].

Поэтому при разработке технологии творога большое значение имел выбор пищевой среды, которая позволила бы получить максимальную степень и константу скорости набухания. С этой целью исследовано набухание пищевых волокон в молоке с различной массовой долей жира и рН для последующей оптимизации полученных данных.

Математическое описание процесса набухания пищевых волокон может быть получено эмпирически. При этом его математическая модель имеет вид уравнения регрессии в виде полинома второй степени на основе экспериментов (1).

(1)

где b₀ - свободный член уравнения, равный средней величине отклика при условии, что рассматриваемые факторы находятся на средних ("нулевых") уровнях; x - масштабированные значения факторов, которые определяют функцию отклика и поддаются варьированию; i, j - индексы факторов; b_i -коэффициенты при линейных членах; b_ij - коэффициенты двухфакторных взаимодействий, оценивающие изменение влияния одного фактора при варьировании другого; b_ii - коэффициенты квадратичных параметров, определяющие нелинейность выходного параметра в зависимости от влияющих факторов; N- число факторов в матрице планирования.

В качестве основных факторов, влияющих на выбор массовой доли жира технологической среды, изучены: x₁ – предельная степень набухания, г/см³; x₂ – константа скорости набухания; x₃ – рН молока, ед. Все факторы совместимы и некоррелируемы между собой. Диапазон варьируемых факторов выбран на основе априорной информации о свойствах пищевых волокон и обусловлен особенностями процесса набухания их в нормализованной смеси для производства творога [2].

Для построения математической модели применены центральное композиционное ротатабельное униформ-планирование и полный факторный эксперимент 2³ (ПФЭ2³) z = x₁x₂x₃, в котором изученные факторы изменяются на двух уровнях – верхнем и нижнем

Пределы изменения влияющих факторов приведены в таблице 1.

Таблица 1. Пределы изменения входных факторов

Условия планирования	Пределы изменения факторов
	x1, г/см^3	x2	x3, ед
Основной уровень	4,5	2,35	6,55
Интервал варьирования	1,3	0,15	0,25
Верхний уровень	5,8	2,50	6,80
Нижний уровень	3,20	2,20	6,30
Верхняя “звездная точка”	6,69	2,61	6,97
Нижняя “звездная точка”	2,31	2,09	6,13

При обработке экспериментальных данных учитывали следующие статистические критерии: проверку однородности дисперсий – критерий Кохрена; значимость коэффициентов уравнений регрессии – критерий Стьюдента; адекватность уравнений – критерий Фишера.

Максимальная степень и константа скорости набухания пищевых волокон (табл. 2) наблюдается в молоке с массовой долей жира 0,5 % и рН 6,46 ед.

Таблица 2. Оптимальные значения параметров

y	x1s	x2s	x3s	ys
y	4,67	2,40·10 ^-2	6,46	0,5

Получены оптимальные значения параметров, которые сокращают норму расхода нормализованной смеси для производства творога на 30 %.

Литература:

1. Корниенко, Т.С. Дисперсные системы и структурообразование / Т.С. Корниенко, Е.А. Загорулько, Ю.Н. Сорокина; Воронеж. Гос. Технол. Акад. – Воронеж: ВГТА, 2009 – 100 с.

2. Мусина, О.Н. Оптимизация режима получения творожно – мучного продукта [Текст] / О.Н. Мусина // Молочная промышленность. – 2007. – № 12. – С. 68 – 69.