Наукова робота. Вплив харчових домішок на показники якості кисломолочних продуктів

Роботу виконала:
Коломієць Тетяна Олександрівна,
учениця 9 -А класу
Фастівський НВК
«Ліцей –ЗОШ І-ІІІ ступенів №2»

Науковий керівник:
Радзевич Тетяна Петрівна,
вчителька хімії Фастівського НВК
«Ліцей –ЗОШ І-ІІІ ступенів №2»,
фіналістка V Всеукраїнського Інтернет-конкурсу
„УЧИТЕЛЬ РОКУ – 2020” за версією науково-популярного
природничого журналу „КОЛОСОК” у номінації „Хімія”

Рецензент:
Струтинська Наталія Юріївна,
Старший науковий співробітник
хімічного факультету
Київського національного університету
імені Тараса Шевченка,
доктор хімічних наук

Вступ

«Єдиний шлях, що веде до знання – це діяльність»

Джордж Бернард Шоу

 «Ти є тим, що їси», – сказав знаменитий давньогрецький цілитель, лікар і філософ Гіппократ. Він вважав, що це результат порушення харчування, звичок і характеру життя людини, і важко з ним не погодитись.

Кисломолочні продукти це невід’ємна частина раціону людини, починаючи з дитинства. Це незамінне джерело вітамінів та мікроелементів для нашого організму з перших годин нашого існування, а також – джерело життя, енергії, краси і здоров’я. Чого тільки не виготовляють з молока! Кисломолочні продукти – особливо цінні молочні продукти, які виготовляють шляхом ферментації лактози різними видами молочнокислих бактерій. Включення молочних та кисломолочних продуктів в харчовий раціон підвищує його повноцінність і сприяє кращому засвоєнню всіх компонентів. На підставі цього об’єктом нашої роботи є кисломолочні продукти та вплив харчових добавок на їхню якість на даний час є актуальним і потребує дослідження.

Метою даної роботи є дослідження впливу харчових домішок на показники якості кисломолочних продуктів. Досягнення поставленої мети стає можливим за умови виконання таких завдань: опрацювати літературу та дані інтернет-джерел, нормативні документи та методики досліджень з даної проблеми; вивчити і зрозуміти значення в харчуванні кисломолочних товарів; розглянути харчову цінність, лікувальні, дієтичні властивості; визначити фактори, які формують якість кисломолочних товарів; провести порівняльний аналіз показників оцінки якості за стандартами; виявити та провести видову ідентифікацію мікроорганізмів в кисломолочних продуктах; провести порівняльну характеристику кисломолочних товарів, взятих для дослідження; розробити рекомендації щодо правильного вибору поживних кисломолочних продуктів, враховуючи харчові домішки.

Об’єктом наукової роботи є дослідження якості кисломолочних продуктів

Предметом дослідження є харчові домішки в кисломолочних продуктах та показники якості.

Методологічну основу дослідження складають методи: емпіричні, фізичні, фізико-хімічні, хімічні та математичні.

окрема, теоретичний інструментарій ми використовуємо при вивченні та аналізі інформаційних джерел з даної проблеми, порівнянні складу продукції різного виробництва, узагальненні впливу харчових домішок на показники якості; емпіричні застосували для опитування вчителів та учнів, пересічних громадян. Фізичні, фізико-хімічні, хімічні та математичні – обчислення параметрів даних та їхнього аналізу.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у тому, що вперше у шкільній практиці досліджено закономірності впливу харчових домішок на показники якості кисломолочних продуктів. Для дослідження було взято кисломолочні продукти українських виробників, на основі проведеного опитування серед учасників навчального процесу Фастівського НВК №2. Досліджено вплив харчових домішок на показники якості кисломолочних продуктів.

Результатом дослідження є встановлення залежності між харчовими домішками та показниками якості кисломолочних продуктів

Практичне значення отриманих результатів: запропонований теоретичний та практичний матеріал може успішно використовуватись для поглиблення знань з теми «Розчини» та «Дисперсні системи» , «Харчові добавки» на уроках хімії та факультативах, під час підготовки учнів до олімпіад, конкурсів; для ознайомлення батьків, вчителів та учнів з метою популяризації здорового харчування.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто проаналізовано літературні джерела, виконано експериментальне визначення фізико-хімічних показників якості кисломолочних продуктів, які реалізуються в торговій мережі м. Фастова та проведено ідентифікацію молочнокислих бактерій, що входять до складу кисломолочних продуктів на базі Національного університету харчових технологій.

Розділ 1. Загальна характеристика кисломолочних продуктів

1.1. Історія виникнення кисломолочної продукції

Все, з чим би не зіткнулися сьогодні, має свою iсторiю. Кисломолочна продукція також. І дуже давню історію. Багато століть тому на Близькому Сході, в Закавказзі, у Стародавньому Римі та Греції, а також у Стародавній Індії споживали кисломолочні напої, виготовлені з овечого, коров’ячого і ослячого молока. Гомер у своїй безсмертній «Одіссеї» описав, як головний герой і його супутники знайшли в печері циклопа Поліфема відра, наповнені густим кислим молоком. Почавши займатись скотарством, люди помітили, що кисле молоко зберігається довше, має освіжаючий і приємний смак. Згодом переконалися, що воно сприятливо впливає на організм. Через століття дійшло до нас індійське прислів’я: «Хто п’є кисле молоко, той і проживе довго».

У різних народів з часом з’явилася своя національна кисломолочна продукція: варенець і кисляк – у росіян, ряжанка – в українців, мацун – у вірменів, мацоні–у грузинів, чал – у туркменів, курунга – в народів Північно-Східної Азії, кефір і айран –у народів Північного Кавказу, кумис – у башкирів і татар, лебен – у єгиптян, ягурт –у болгар, греків, тюрків та румунів, погрібне молоко – у народів Північної Європи [12].

Можна вважати, що кисломолочні напої були першими продуктами, що готуються з молока. Минуло багато тисячоліть з того моменту, як людина випила перший кисломолочний напій.

Проте, перш ніж винайшли причину «чарівного» перетворення молока у кисломолочні продукти, пройшло не одне тисячоліття. За батьківщину кефіру вважається північний схил Кавказького хребта, де у різних племен він існує під різними назвами: кяфір, кепи, кхагу, чиппе і багатьма іншими. Ще Геродот згадував про якийсь популярний молочнокислий продукт з Кавказу, народ карачаївський склав власну красиву легенду, рахуючи саме свою землю батьківщиною кефіру [12].

Так, перше офіційне повідомлення про кефір збереглося в тексті доповіді в Кавказькому медичному суспільстві від 1867 року, де мовилося про цілющу користь кефіру.

Основна мікрофлора грибка кефіру є складним і до кінця не вивченим симбіозом декількох мікроорганізмів (молочнокислих паличок, стрептококів, дріжджів, оцтовокислих бактерій і ароматоутворюючих речовин). Поміщена в молоко закваска викликає в ньому різні зміни: молочнокисле і спиртове бродіння.

Проте при всій своїй нинішній доступності «пшоно Пророка» так і не втратило своєї головної таємниці – штучно вивести грибок кефіру людям поки так і не вдалося, навіть до теперішнього часу єдиним способом отримання нових порцій природної закваски кефіру є розмноження раніше існуючих грибків кефірів [4,19].

1.2. Технологія виготовлення кисломолочних продуктів

Для виготовлення дієтичних кисломолочних напоїв використовують цільне та знежирене молоко, вершки, маслянку, згущене та сухе молоко. Крім коров’ячого використовують також кобиляче, овече та козяче молоко[7].

Деякі кисломолочні напої виробляють із додаванням цукру, джемів, фруктово-ягідних сиропів, кориці та ін. Ці продукти є результатом молочнокислого та спиртового бродіння. Чисте молочнокисле бродіння полягає в основі виробництва кислого молока, ацідофіліна, йогуртів, ряжанки. Кефір, кумис та ін. продукти є результатом змішаного молочнокислого та спиртового бродінь.

Технологія виробництва кисломолочних напоїв практично однакова. Різниця полягає у заквасці, яка додається. Закваска обов`язково вміщує молочнокислі бактерії, ароматоутворюючі бактерії та дріжджі. Смак, консистенція, аромат продуктів визначається закваскою. [14,22]. Для виробництва кисломолочних напоїв використовують молоко не нижче 2-го ґатунку, кислотністю не вище 19˚Т, а вершки кислотністю 24˚Т [22].

 Технологічний процес

1. Підготування молока: очищення від механічних домішок, нормалізація за жиром, пастеризація (Т=85˚С, витримка 5-10 хвилин). При виробництві ряжанки або варенця температура пастеризації – 95˚С, витримка 2 години. Далі проводять гомогенізацію, охолодження до послідуючої температури сквашування: якщо основа термофільні бактерії – до температури 40…55˚С, мезофільні – до температури 20…35⁰С. [22].
2. Заквашування– це внесення закваски. Закваска додається при постійному перемішуванні протягом 20-30 хвилин. Температура молока повинна бути оптимальною для розвитку мікроорганізмів закваски.
3. Сквашування– ця операція являє собою витримку продукту протягом певного часу (від 3 до 12 годин, у залежності від виду продукту). При цьому відбувається розвиток різних мікроорганізмів при оптимальній температурі. Мікроорганізми зброджують лактозу та викликають коагуляцію білків. В результаті чого продукт набуває певного смаку, аромату та консистенції. Кінець сквашування встановлюється по наростанню кислотності та отриманню певної щільності згустку.
4. Охолодження до температури 6-8˚С, протягом 6…8 годин.
5. Дозрівання– ця операція виконується при виробництві кефіру та ацидофіліну. Вона проводиться при температурі 6-8˚С, тривалість операції 1-3 доби. При цьому утворюється необхідна кислотність та щільність згустку.
6. Розлив та реалізація
7. Зберігання: температура дорівнює 6-8˚С, відносна вологість повітря 85…90%, термін 36 годин, у тому ж разі 18 годин на підприємстві.

Існує два способи виробництва кисломолочних продуктів: резервуарний та термостатний[7,22].

Термостатний спосіб

Після підготування сировини виконується подача молока у ванну, заквашування, перемішування, розлив у дрібну тару, сквашування у дрібній тарі (у камерах, які називаються термостатами), охолодження до Т=6-8˚С, дозрівання, реалізація.

Резервуарний спосіб

Заквашування у ваннах (вони називаються резервуари), сквашування у тих же ваннах, дозрівання, охолодження там же, потім розлив та реалізація.

Резервуарний спосіб більш економічний, вимагає менших витрат праці, але при цьому способі під час розливу готового продукту погіршується структура та повинен відбутися процес вторинного структуроутворення, який ускладнюється в жирних продуктах. Тому цим способом виготовляють продукти низької жирності.

1.3. Класифікація та асортимент кисломолочних продуктів

Як уже відзначалось, до кисломолочних напоїв молочнокислого бродіння належать простокваша, йогурт, ацидофільні напої (ацидофільне молоко, ацидофілін).

Простоквашу виготовляють з пастеризованого, пряженого і стерилізованого молока шляхом його сквашування чистими культурами молочнокислих бактерій. З пастеризованого молока виготовляють звичайну та Мечниківську простоквашу. Вона має щільний згусток; кислотність від 80 до 130° Т. За вмістом жиру звичайна простокваша буває 1; 2,5 і 3,2%. Мечниківська простокваша має дещо нижчу кислотність (80-110° Т) і щільний згусток. Вона випускається з вмістом жиру 4%. З пряженого молока виготовляють ряжанку (пряжанку) з вмістом жиру 1; 2,5; 4 і 6%. Напій має кремовий колір з бурим відтінком, щільний згусток; кислотність 70-110° . Різновидом простокваші із стерилізованого молока є варенець. Колір цього напою світло-кремовий, згусток щільний, кислотність в межах 80-150° Т. Вміст жиру у варенці складає 2,5%.[13].

Всі види простокваш виготовляють без добавок або з додаванням цукру, невітамінізованими або вітамінізованими. У вітамінізовані види простокваші вносять 110г вітаміну С на 1 т продукту.

Близьким до простокваші є кисломолочний напій з назвою «Йогурт». У складі цього напою є дуже багато сухих речовин (12,5-22%). В його рецептуру входять цукор, вершки, сухе знежирене молоко, згущене знежирене молоко, маслянка, плодовоягідні сиропи, ванілін та ін. Молоко сквашують чистими культурами молочнокислого стрептокока і болгарської палички. Кислотність йогурту в межах 80-140° Т. У світі йогурт е найбільш поширеним кисломолочним напоєм, його асортимент налічує понад 200 назв.

Шляхом сквашування пастеризованого молока ацидофільними паличками виготовляють ацидофільні напої. Ацидофільне молоко одержують сквашуванням молока тільки ацидофільною паличкою. До складу закваски для ацидофіліну входять ацидофільні палички, молочнокислі стрептококи і незначна кількість кефірних грибків. Ацидофільне молоко та ацидофілін випускають з вмістом жиру 3,2%. Ці напої бувають без добавок і з цукром (7%). В ацидофіліні накопичується незначна кількість етилового спирту.

До кисломолочних напоїв змішаного бродіння належать ацидофільнодріжджове молоко, кефір і кумис. Для виготовлення ацидофільно-дріжджового молока в закваску вводять ацидофільну паличку і дріжджі на лактозу. При бродінні, крім молочної кислоти, накопичується етиловий спирт. Напій має у своєму складі 3,2% жиру. Він буває без добавок і з цукром (7%). В кефірі накопичується значно більше етилового спирту, ніж в ацидофільно-дріжджовому молоці (від 0,1 до 1,0%): в одноденному (слабкому) 0,12%, дводенному (середньому) — 0,66%, триденному (міцному) — 0,88%. Залежно від вмісту жиру, сухих речовин і природи закваски кефір випускають таких видів: звичайний — нежирний, 1; 2,5 і 3,2%; Молокопереробні підприємства випускають також кефір із зміненим жировим складом. До такого кефіру належить дієтичний. Співвідношення молочного жиру та олії в цьому напої складає 1:1. Дієтичний кефір рекомендується для людей з порушеним ліпідним обміном.

Сметану поділяють на звичайну і десертну. Сметану звичайну виготовляють з вмістом жиру 10 (дієтична), 15, 20 і 25%, десертну — з вмістом жиру 14%. Кислотність сметани залежить від вмісту жиру. У звичайній сметані з вмістом жиру 10% кислотність складає 70—100° Т, у 15 і 20% — 65—100° Т.

Кисломолочний сир за вмістом жиру поділяється на нежирний, напівжирний (9%) і жирний (18%). Залежно від термічної обробки його виготовляють з пастеризованого і непастеризованого молока. Сир з пастеризованого молока використовується для безпосереднього споживання в їжу і для виготовлення сиркових виробів. Сир з непастеризованого молока використовують в громадському харчуванні для виготовлення виробів, які перед споживанням проходять термічну обробку (сирники, вареники та ін.), і для виробництва плавлених сирів.

1.4. Споживні властивості кисломолочних продуктів

В кисломолочних напоях містяться майже всі речовини, характерні для молока. В їх складі є значна кількість молочної кислоти, в ацидофільно-дріжджовому молоці, кефірі та кумисі, крім того, є етиловий спирт. Засвоюваність хімічних речовин у кисломолочних напоях вища, ніж у молоці. При їх споживанні підвищується апетит, стимулюється виділення шлункового соку, інтенсивно виділяються ферменти, які прискорюють засвоєння їжі. Білковий згусток напоїв розпушений вуглекислим газом, тому він доступний для ферментів. Дрібнодисперсний стан білків сприяє легкому їх перетравленню.

Енергетична цінність кисломолочних напоїв невисока. Вона залежить від вмісту жирів, білків, цукрів та молочної кислоти і коливається в значному діапазоні: від 30 ккал/100 г (знежирені напої) до 100 ккал і більше (йогурт з вмістом жиру 6% [20] (Додаток А).

Кисломолочні напої характеризуються високою фізіологічною цінністю. Молочна кислота, етиловий спирт, вуглекислий газ та інші речовини-складники сприятливо діють на органи дихання і центральну нервову систему. Вони поліпшують окисно-відновні процеси в організмі, сприяють кровоутворенню. В складі напоїв є живі молочнокислі бактерії, які здатні приживатися в кишково-шлунковому тракті і пригнічувати розвиток гнильної мікрофлори. Окремі раси молочнокислих бактерій і дріжджі мають властивість синтезувати антибіотики (лізин, лактолін, стрептоцин та ін.). Багато антибіотиків накопичується в кумисі, ацидофільно-дріжджовому молоці, ацидофіліні та інших продуктах, які мають важливе дієтичне і лікувальне значення, їх використовують в їжу при захворюванні туберкульозом, хронічним бронхітом, дифтерією, дизентерією та ін. У кисломолочних напоях міститься більше вітамінів, ніж у питному молоці. Це пов’язано з тим, що певні раси молочнокислих бактерій здатні синтезувати вітаміни, насамперед групи В (В₁, B_2, B₆, B₁₂), а кисле середовище сприяє кращому збереженню вітаміну С. Кисломолочні напої характеризуються приємними смаковими, ароматичними і пластичними властивостями.

Споживні властивості кисломолочних напоїв формують такі фактори як вид закваски, якість сировини, технологія виготовлення [13.14].

До складу заквасок, які використовуються для виготовлення кисломолочних напоїв, входять молочнокислі стрептококи, молочнокислі палички, болгарська та ацидофільна палички, кефірні грибки, дріжджі на лактозу та інші мікроорганізми. Негативно впливає на смакові, ароматичні та інші властивості напоїв забруднення закваски сторонньою мікрофлорою.

Основним видом молока для виготовлення кисломолочних напоїв є коров’яче, інколи використовують кобиляче, овече та інші. Вид молока формує споживні властивості кисломолочних напоїв. Наприклад, коров’яче молоко за споживними властивостями поступається молоку кобилячому. Для виготовлення кисломолочних напоїв використовують різні добавки. Одні з них впливають на смак і запах продуктів (кориця, ванілін), другі підвищують їх біологічну цінність (солод, вітамін С), треті збільшують енергетичну цінність і поліпшують смакові та ароматичні властивості (мед, варення, цукор),харчові кислоти у складі продовольчої сировини і продуктів виконують різні функції, пов’язані з якістю харчових об’єктів, а у складі комплексу смакоароматичних речовин вони беруть участь у формуванні смаку і аромату – основних показників якості харчового продукту.

Хімічний склад кисломолочних продуктів наведено в таблиці (Додаток А ).

Розділ 2. Дослідження фізико-хімічних характеристик

2.1. Органолептичні показники кисломолочної продукції

Існують наступні методи визначення якості продукції: вимірювальний, реєстраційний, розрахунковий, органолептичний, соціологічний, експертний.

Органолептичні показники – це зовнішній вигляд, колір, смак, запах, консистенція – визначаються за допомогою зору, нюху та смаку.

Вимоги до органолептичних показників кефіру згідно ДСТУ 4417:2005, сметани Словяночка-ТУ У 00445937.012-99,

Сметана Яготинська- ТУ У 25027034-009-99,

Йогурту Данон Активіа полуниця-суниця-ТУ У 15.5-31489175-010:2008,

Йогурт у Чудо полуниця-суниця ТУ У 15.5-00445937.023-2001,

Йогурт у «Карпатський» Малина-ТУ У 10.5-39685014-00162018

Результати органолептичних досліджень представлені в табл.1

Таблиця 1

Дегустаційна характеристика

Кефір Яготинський, Сметана Слов^,яночка, Йогурт Чудо виявились найкращими за органолептичними показниками.

2.2. Виявлення та ідентифікація молочнокислих бактерій

Для дослідження були відібрані 7 зразків кисломолочних продуктів (табл. 2), за результатами опитування, придбані у торговій мережі м. Фастова (Додаток Б).

Таблиця 2

Зразки кисломолочної продукції та її виробники

Дослідження проводились на базі Національного університету харчових технологій(НУХТ), кафедра біотехнологій та біоінженерії, використавши метод виготовлення фіксованих препаратів і з подальшим дослідженням ( табл.3) під світловим мікроскопом (Додаток Ж, К).

Таблиця 3

Результати ідентифікації молочнокислих бактерій

2.3. Дослідження якісного та кількісного складу

2.3.1 Визначення кислотності

Кількісний аналіз – це сукупність експериментальних методів, які дозволяють визначати в досліджуваному зразку кількісний вміст окремих складових частин або домішок. [6].

Кислотність, як показник якості, має важливе значення, оскільки зумовлює, не лише смакові властивості, а й свідчить про свіжість і доброякісність продукту.

Титрована кислотність – загальний вміст вільних кислот та їх вільних солей у сировині та готовій продукції.

В основі титриметричних методів аналізу лежить точне вимірювання об’єму розчину титранта, який вступає в хімічну взаємодію з досліджуваною речовиною.

Н⁺ + NaOH = Na⁺ + H₂O

Н⁺ + OH^– = H₂O

При титруванні до розчину досліджуваної речовини невеликим порціями додають розчин титранту. Момент, коли титрант додають в кількості, еквівалентній досліджуваній речовині, називають точкою еквівалентності, яку визначають за зміною індикатора. Найбільш прийнятним індикатором у цьому методі є індикатор фенолфталеїн [6,13].

Інтервал переходу забарвлення фенолфталеїну – 8,2–10. Це означає, що при рН ≤8,2 фенолфталеїн в розчинах існує в молекулярній формі та є безбарвним; при рН ≥10 він існує в іонній формі й має малиновий колір.

Для визначення кислотності в хімічний стакан міст­кістю 100 см3 відважують 5 г продукту, додають 40 см3 дистильованої води, 2-3 краплі фенолфталеїну. Вміст змішують скляною паличкою і титрують 0,1 моль/дм3 розчином натрію гідроксиду. Потім, помножуючи кількість витраченого розчину на 10 – для кефіру та йогуртів, на 20 – для сметани, одержують кислотність у градусах Тернера [11].

За результатами досліджень кислотність всіх зразків у межах норми, що безперечно впливає на смакові якості кисломолочних продуктів (Додаток Л ).

2.3.2. Визначення вмісту кальцію титриметричним методом

Йогурт є чудовим прикладом того, що в дієтології називається принципом взаємодії, коли беруть різні продукти, і в результаті їх комбінації утворюється новий, більш цінний за своїми поживними властивостями продукт. Йогурт – кисломолочний продукт, що виробляється шляхом квашення його чистими культурами молочнокислих бактерій. Бактерії, що входять до його складу, разом з молочною кислотою, що виділяється в процесі сквашування, згубно впливають на хвороботворні бактерії та грибки. Широкими споживачами цього продукту є діти, яким для повноцінного росту необхідний кальцій. Визначення вмісту Са²⁺ проведено в зразках 5-7 на базі НУХТ.

В основі титриметричних методів аналізу лежить точне вимірювання об’єму розчину титранта, який вступає в хімічну взаємодію з досліджуваною речовиною. При титруванні до розчину досліджуваної речовини невеликим порціями додають розчин титранту. Момент коли титрант додають в кількості, еквівалентній досліджуваній речовині, називають точкою еквівалентності, яку визначають за зміною індикатора [6].

Визначення кальцію виконували комплексонометричним методом.

Суть методу полягає в титруванні проби розчином комплексону III у сильнолужному середовищі (рН=12–13)з індикатором мурексидом [6].

Трилон Б взаємодіє з йонами Са²⁺

У лужному середовищі (рН 12-13)утворюється комплекс Са²⁺ з Трилоном Б.

Підготовані проби протитрували розчином трилону Б до зміни забарвлення з яскраво-малинового на стійке синє (Додаток В). Розчин трилону Б виготували з фіксаналу.

Масову частку кальцію обчислюємо за формулою:

де, V – об’єм розчину трилона Б, витраченого на титрування, мл;

Т – титр розчину трилону Б;

V₁ – об’єм колби (250 мл);

V₂ – об’єм аліквоти (50 мл);

m – маса наважки, г.

За результатами досліджень, усі йогурти містять кальцій понаднормово, особливо “Галичина” – 174, 7 мг

2.3.3. Визначення крохмалю

Якісною реакцією на крохмаль є поява синього забарвлення при взаємодії з йодом. Попередньо приготували розчин Люголю: наважку калій йодиду масою 2 г розчинили в 5 мл води, додали 1 г йоду і долили 300мл дистильованої води. На досліджувані зразки нанесли каплю утвореного розчину. Характерне забарвлення для даної реакції відсутнє. Отже, робимо висновок, що зразки не містять природного крохмалю (Додаток Д). Замінником крохмалю можуть бути продукти часткового гідролізу крохмалю, які утворюють з йодом різне забарвлення – від синього до безбарвного, тому виявити їх якісним аналізом дуже складно [4].

2.4. Дослідження впливу харчових домішок на показники якості

Останнім часом харчові добавки стали невід’ємною частиною харчових продуктів – наймасовішого виду продукції, яку виробляють і споживають люди. Харчові кислоти у складі продовольчої сировини і продуктів виконують різні функції, пов’язані з якістю харчових об’єктів. Бажання деяких людей споживати чисто натуральні продукти є малореальними. Можна сказати, що вираз «стовідсотковий натуральний харчовий продукт завжди корисний для людини» не є абсолютно вірним, оскільки такий продукт складається також з конкретних хімічних речовин, які беруть участь у певних біохімічних процесах і впливають відповідно (можуть по різному і не завжди позитивно) на загальний стан людини.

У складі комплексу речовин, вони беруть участь у формуванні смаку і аромату – основних показників якості харчового продукту.

Головне смакове відчуття, від присутності кислот у складі продукту, – кислий смак, який в загальному випадку є пропорційним концентрації іонів гідроксонію (Н₃О⁺), з урахуванням відмінностей в активності речовин, які викликають однакове смакове сприйняття. Наприклад, мінімальна концентрація смакової речовини, що сприймається органами чуття, дозволяє відчути кислий смак, складає для лимонної кислоти 0,017%, для оцтової – 0,03%.

У разі органічних кислот на сприйняття кислого смаку має вплив і аніон молекули. В залежності від природи останнього можуть виникати комбіновані смакові відчуття, наприклад, лимонна кислота має кисло-солодкий смак, а пікринова – кисло-гіркий. Зміна смакового відчуття відбувається і у присутності солей органічних кислот.

Природно, що наявність у складі продукту декількох органічних кислот у поєднанні із смаковими органічними речовинами інших класів зумовлюють формування оригінального смакового відчуття, часто властивого виключно одному, конкретному виду харчових продуктів.

Якість харчового продукту є інтегральною величиною, що включає, окрім органолептичних властивостей (смаку, кольору, аромату), показники, що характеризують його колоїдну, хімічну і мікробіологічну стабільність [20,21].

Формування якості продукту здійснюється на усіх етапах технологічного процесу його отримання. Багато технологічних показників, що забезпечують створення високоякісного продукту, залежить від активної кислотності (рН) харчової системи.

Загалом величина рН має вплив на наступні технологічні параметри:

– утворення компонентів смаку і аромату;

– колоїдну стабільність полідисперсної харчової системи (наприклад, колоїдний стан білків молока);

– термічну стабільність харчової системи (наприклад, термостійкість білкових речовин молочних продуктів, що залежить від стану рівноваги між іонізованим і колоїдно – розподіленим фосфатом кальцію);

– активність ферментів;

– умови росту корисної мікрофлори ;

Можна виділити три основних мети додавання кислот в харчову систему:

– надання певних органолептичних властивостей (смаку, кольору, аромату), характерних для конкретного продукту;

– вплив на колоїдні властивості, що зумовлюють формування консистенції, властивої конкретному продукту;

– підвищення стабільності, що забезпечує збереження якості продукту впродовж певного часу.

Харчові кислоти впливають на:

– стійкість дисперсних систем (емульсій і суспензій);

– зміну в’язкості у присутності загусника;

– формування структури гелю у присутності гелеутворювача;

– мікрофлору, що забезпечує біологічну стійкість продукту [16].

Загущувачі – це речовини, які збільшують густину харчових продуктів. У технологіях вони дозволяють отримати потрібну консистенцію, стабілізують дисперсні системи- суспензії, емульсії, піни. Найчастіше ці гідроколоїди з лінійними або розширеними полімерними ланцюгами, згорнутими у клуб. Властивості згущувачів можна змінювати шляхом хімічної модифікації. Найчастіше цей спосіб використовують до крохмалю, отримуючи модифіковані крохмалі із зміненою температурою клейстеризації, розчинністю в холодній воді, схильністю до ретроградації, синерезису, стійкості до кислот, до впливу низьких температур. Самі загущувачі не можуть утворювати стійкі еластичні гелі, але відрізнити драглеутворювачі від загущувачів не завжди можливо, тому, що деякі загущувачі в зазначених умовах(присутність цукру, іонів кальцію, зазначеним показником рН середовища) можуть утворювати стійкі еластичні гелі [26].

Збільшення реологічних характеристик кефіру та йогурту, виготовлених з гомогенізованого молока, визначається збільшенням здатності жиру до утворення тиксотропних структур внаслідок зростання численності часточок та якісного зміни їх поверхні при адсорбції білкових речовин молока [26]. Емульгатори – це речовини, що зменшують поверхневе натягнення на межі розділу фаз, тому їх додають до харчових продуктів для отримання тонкодисперсних і стійких колоїдних систем. Зокрема, за допомогою таких добавок створюють емульсії жиру у воді або води в жирі. Метою застосування емульгаторів є стабілізація вже існуючих гомогенних систем або підвищення ступеня гомогенізації сумішей. Їх поверхнева активність звичайно менше активності емульгаторів. Широке застосування харчових стабілізаторів характерний для наступних галузей промисловості: молочна (йогурт, сметана, молочні коктейлі і ін.) [16].

У вибраних для дослідження зразках кефіру та сметани харчових домішок не виявлено.

Результати аналізу вмісту харчових добавок (Додаток Е) за етикетками (Додаток Є) у йогуртах представлено в табл. 4.

Таблиця 4

Харчові домішки в йогуртах

Барвники – речовини, що відновлюють природне забарвлення, втрачене в процесі обробки та зберігання, підвищують інтенсивність природного забарвлення, забарвлюють безбарвні продукти [18].

Е-120 природний барвник кармін. Сам по собі кармін робить досить негативний вплив на шкіру [28].

Антиокисники (антиоксиданти, інгібітори окиснення) – речовини, що сповільнюють процеси окиснення харчових продуктів, захищаючи таким чином жири і жировмісні продукти від згіркнення, зберігаючи фрукти, овочі і продукти їх переробки від потемніння, сповільнюючи ферментативне окиснення[16, 21].

Е330 -лимонна кислота є консервантом, регулятором кислотності, заборонена в Європі і Америці, тому що може визвати злоякісну пухлину, в Україні дозволена. Довге та неконтрольоване вживання кислоти Е330 може спровокувати серйозні захворювання крові [17]. Лимонна кислота, отримана мікробіологічним способом, може мати домішки важких металів, вміст яких в різних країнах нормується по-різному [9].

Е331 – натрію цитрат, стабілізатор та емульгатор, попереджає появу гіркоти та стабілізацію кольору.

Е333 – промисловості добавка використовується як стабілізатор, консервант, регулятор кислотності, фіксатор забарвлення. Цитрати кальцію широко використовуються для збагачення кальцієм молока і кисломолочних продуктів.

За даними національного інституту раку (США) добавка Е333 потенційно може запобігати захворювання на рак товстої кишки та інші види раку. Крім того цитрати кальцію використовуються в медицині для виведення з організму важких металів [30]. Так як цитрат кальцію є однією з найважливіших транспортних форм кальцію в організм людини, він застосовується в медицині поряд з менш ефективним карбонатом кальцію (добавка Е170) для поповнення запасів кальцію в організмі.

Е440 – застосовується як гелеутворювач, стабілізатор, загущувач. Ця одна з найпопулярніших добавок внаслідок своїх корисних властивостей і відносно не високу вартість. Загущувачі – це речовини, які збільшують в’язкість харчових продуктів, загущуючи їх. Загущувачі покращують і зберігають структуру харчового продукту, дозволяють отримувати продукти з необхідною консистенцією, «тілом», яке позитивно впливає на смакові відчуття [31].

Е412 – гуарана або гуарова камедь в якості харчової добавки використовується в харчовій промисловості як стабілізатор, загусник і структуратор [31].

Е1442 – відноситься до ряду модифікованих крохмалів (не плутати з генно-модифікованими). Даний вид модифікованих крохмалів використовується при виробництві продуктів харчування в якості емульгатора і згущувача.

Добавка Е1442, як і всі модифіковані крохмалі, являє собою звичайний харчовий крохмаль із спеціально зміненими початковими характеристиками.

Отримують добавку Е1442 шляхом етерифікації крохмалю з триметафосфатом натрію. В ході отримання добавки Е1442 відбувається «зшивання» окремих груп крохмалю, в результаті чого даний модифікований крохмаль володіє кращими властивостями при заморожуванні – розморожуванні продуктів, надає їм більш рівномірний колір, а також є більш стабільним в лужних і кислих середовищах.

Добавка Е1442 переробляється в організмі людини як і звичайний крохмаль – піддається гідролізу в шлунково-кишковому тракті з перетворенням в глюкозу, яка, в свою чергу засвоюється організмом. В ході гідролізу крохмалю в організмі людини утворюються проміжні продукти – декстрини, що відносяться до класу полісахаридів. При надмірному вживанні крохмалю відбувається уповільнення переробки їжі в кишечнику людини, що може призводити до здуття живота, нудоти, зупинці шлунку. У харчовій промисловості крохмаль Е1442 застосовується здебільшого в молочних продуктах: йогуртах, молочних десертах.

Можна тільки здогадуватися, чим загрожує вживання продуктів з Е1422 немовлятами та дітьми дошкільного віку. Адже сьогодні все більше виробників включають цю сумнівну добавку в дитячі йогурти, кефіри і пюре. Причому левова частка нібито «забуває» повідомити про це на етикетці продукту. Виникає питання: якщо добавка визнана нешкідливою, чому інформацію про неї не завжди публікують?

Розділ 3. Рекомендації щодо вживання кисломолочних продуктів

3.1. Кефір та його користь

Корисні властивості кефіру були відомі з давніх часів. Сучасні медики рекомендують пити кефір при захворюваннях шлунково-кишкового тракту, печінки, підшлункової, при ожирінні. Причина, по якій кефір вважається корисним для здоров’я, — це вміст пробіотиків та інших корисних речовин. У кефіру невисока калорійність, завдяки чому він став одним з найважливіших елементів здорового харчування. Крім того, кефір містить мало жирів, запобігає набряклість і виводить зайву рідину з організму, покращує обмін речовин і допомагає профілактиці стресів і поганого настрою.

Так як кефір — сильний пробіотик, в ньому міститься багато корисних бактерій. Деякі з цих бактерій допомагають захистити організм від інфекцій, викликаних шкідливими мікроорганізмами. Наприклад, клас корисних бактерій Lactobacillus kefiri стримує ріст кишкової палички, бактерій і сальмонели. Крім того, кефір не містить харчових добавок.

Кефір – дійсно унікальний за своїми якостями кисломолочний продукт. Проте, користь і шкода кефіру для кожної окремої людини можуть відрізнятися, в залежності від індивідуальних особливостей організму. 

Кефір ТДВ « Яготинський маслозавод» готовий до вживання і порадує вас своїм свіжим кисломолочним смаком і однорідною, м’якою консистенцією.

3.2. Сметана у щоденному раціоні

Сметана виробляється шляхом молочнокислого бродіння з використанням спеціальних бактерій, в результаті чого отримуємо особливий смак, колір, запах та консистенцію продукту. 

Як і в молоці, сирі, йогурті та інших молочних продуктах, в сметані міститься кальцій, який просто необхідний для здоров’я кісток, нервової системи і роботи серця, засвоюється організмом краще, ніж молоко та інші молочні/кисломолочні продукти, корисна людям, у яких погане травлення або слабкий апетит, добре впливає на мікрофлору кишечника, містить значну кількість корисних вітамінів та мікроелементів, ,містить біотин (вітамін Н), який називають вітаміном молодості і краси.

3.3. Рекомендації щодо вживання йогуртів

Йогурт – це продукт бродіння спеціальної закваски з термофільних стрептококів і болгарської палички . Нагріваючи йогурт до 62– 72°С, можна збільшити термін його зберігання до 30 діб. При цьому, однак, гинуть корисні молочнокислі бактерії. Приставка «біо» в назві означає, що йогурт щасливо уникнув термообробки, зберігши всі свої корисні властивості, але може зберігатися не більше 2 тижнів. Слід врахувати, що цілющою силою володіє не кожна баночка з написом “Йогурт”. Цілющими властивостями володіють тільки “живі”, або “короткі”, йогурти. Вони не можуть зберігатися довго, оскільки “живий”, або “короткий”, йогурт має кислий смак, у нього додають підсолоджувачі, фрукти. Цим поліпшується смак, але знижуються цілющі властивості.

Введення харчових добавок, високотемпературна обробка, що подовжує термін придатності, різко знижують цілющі властивості продукту. «Довгі» йогурти, які зберігаються більше чотирьох тижнів, смачні, але не цілющі[19].

Для того, щоб попередити серйозні захворювання, пов’язані з вживанням продуктів з харчовими добавками, треба звертати увагу на маркування і термін придатності продукту, не купувати продукти з неприродною яскравим забарвленням, великою кількістю різних харчових добавок.

Особливо хворим на діабет, при виборі йогурту, необхідно звертати увагу на наявність Е1442 у складі, адже продукт гідролізу крохмалю – глюкоза. 

Висновки

В результаті проведених досліджень, можемо зробити наступні висновки. Ринок кисломолочних продуктів характеризується стабільним попитом.

З давніх часів відома їх користь для здоров’я і краси, для продовження молодості. Саме тому дієтологи і косметологи настійно рекомендують включати кисломолочні продукти в щоденний раціон.

Споживні властивості кисломолочних продуктів залежать від виду сировини, її якості та від технології виготовлення продукції.

Харчові добавки природного походження в помірних концентраціях тільки покращують смакові якості та цілющі властивості

Хімічний склад кисломолочних продуктів залежать від сорту молока , заквасок та харчових добавок – вони будуть відрізнятися енергетичною цінністю та органолептичними властивостями.

Важливе значення у формуванні споживних властивостей кисломолочної продукції є мінімалізація термінів зберігання. Цілющими властивостями володіють тільки “живі продукти.

За органолептичними та фізико-хімічними показниками вся досліджувана продукція відповідає вимогам нормативних документів.

Результати дослідження можуть використовуватись на уроках хімії та факультативах з метою поглиблення знань, а також для ознайомлення всіх учасників навчально-виховного процесу з метою формування поняття про харчові добавки; розумінню шкідливості харчових добавок на здоров’я людини, пропаганді здорового способу життя. 

Список використаних джерел

1. Базарова В.І. Дослідження продовольчих товарів / В.І.Базарова, Л.А. Боровикова – М .: Економіка, 2006. – 295 с.
2. Давидів Р. Б. «Молоко та молочні продукти в харчуванні людини» / Р.Б.Давидів, В. П. Соколовський М.: Медицина, 1968.
3. Гордієнко Г.С. Товарознавство. Продовольчі товари: навч. посібник / Г. С. Гордієнко, Г. О. Ліхоніна. – К.: Кондор, 2010. – 730 с.
4. Дубініна А.А., Овчиннікова І.Ф., Дубініна С.О. Методи визначення фальсифікації товарів Підручник / А.А.Дубініна, І.Ф.Овчиннікова, С.О.Дубініна— К.: «Видавничий дім «Професіонал», 2010. – 272 с.
5. Товароведення та експертиза харчових жирів, молока і молочних продуктів: Підручник для вищ. навч. закладів / М.С.Касторне, В.А. Кузьміна, Ю. С. Пучкова та ін. – М .: Видавничий центр “Академія”, 2003.
6. Аналітична хімія Хімічні методи аналізу Навчальний посібник За редакцією проф. Л.П. Циганок Дніпропетровськ ДHУ імені О.Гончара [Електронний ресурс].-Режим доступу: http://library.dsu.dp.ua/Metodichki/analit_chimija.pdf
7. Плахотін Я. В. Теоретичні основи технологій харчових виробництв : навч. посібник / Я. В. Плахотін, І. С. Тюрікова, Г. П. Хомич. – К.: ЦНЛ, 2006. – 640 с.
8. Сирохман І. В., Товарознавство продовольчих товарів / І. В. Сирохман, І. М. Задорожний, П. Х. Пономарьов. – К.: Лібра, 2007. – С. 166-176.
9. Про основні принципи та вимоги до безпечності та якості харчових продуктів : Закон України №771/97-ВР від 23 грудня 1996 р. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/771/97-%D0%B2%D1%80
10. ДСТУ 2212-93. Молочна промисловість. Молоко і кисломолочні продукти. Терміни та визначення [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://dnop.com.ua/dnaop/act5773.htm
11. ДСТУ 3624-92 «Молоко і молочні продукти. Методи визначення кислотності». [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://dnop.com.ua/dnaop/act5773.htm
12. Історія виникнення кефіру [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.bibliofond.ru
13. Степанова Л.І. Довідник технолога молочного виробництва. Технологія і рецептури. Том 1: Суцільномолочні продукти. / Л.І Степанова – М .: ГИОРД, 2003.
14. Брусіловскій Л.П. Управління процесами культивування мікроорганізмів, заквасок і кисломолочних продуктів / Л.П. Брусіловскій – М. Легка і харчова промисловість, 1982. –128 с.5.
15. Гаубер-Швенк Г., Швенк М.Харчування: dtv-Atlas / Г.Гаубер–Швенк, М. Швенк; Худ. Й. Майр, Пер. з нім. В.І. Лахно. –: кольор.іл. – К.: Знання-Прес, 2004. – 183 с.
16. Булдаков А.С. Пищевые добавки: Справочник. / А.С Булдаков– СПб: Ит, 1996. –240 с.
17. Європейські вимоги до харчових добавок: Довідник. – Львів: Ленорам, 1997. –126 с.
18. Смоляр В.І. Проблеми використання харчових добавок в Україні // Тези доповідей Міжнародної науково-технічної конференції / В.І Смоляр – НУХТ. – К., 1998. –С. 53.
19. Екотрофологія. Основи екологічно безпечного харчування. Навчальний посібник / Т.М. Димань, М.М. Барановський, Г.О. Білявський, О.В. Власенко, Л.В. Мороз. –Київ: Лібра, 2006. –304 c.
20. Возіанов О.Ф. Харчування та здоров’я населення України / Возіанов О.Ф // Журнал Академії медичних наук України. – –Т. 8, № 4. – С.645-657.
21. Безпека харчування: сучасні проблеми: Посібник-довідник / Укл.: А. В. Бабюк, О. В. Макарова, М. С. Рогозинський, Л. В. Романів, О. Є. Федорова – Чернівці: Книги – XXI, 2005. – 456 с
22. Власенко В.В. Технологія виробництва і переробки молока та молочних продуктів / В.В. Власенко, М.І. Машкін, П.П. Бігун. – Вінниця «ППАНІС», 2000. – 306 с.

ІНТЕРНЕТ-РЕСУРСИ

http://ilovemilk.info/pages/kyslomolochni-produkty-a–48.html

http://uk.dobavkam.net/additives

https://helpiks.org/8-30222.html

http://reftrend.ru/904894.html

http://agroportal.ua/ua/views/blogs/my-est-to-chto-my-edim—-molochnye-i-molokosoderzhashchie-produkty/

http://vidpoviday.com/barvnik-e-120-karmin-shkoda-i-korist-dlya-organizmu

http://babyukr.ru/zdorov-ja-i-vidpochinok/6703-e330-vpliv-harchovoi-dobavki-na-organizm.html

http://search.ligazakon.ua/l_doc2.nsf/link1/REG1740.html

http://dobavkam.net/additives/e440

Додатки

Додаток А

Хімічний склад кисломолочних продуктів

Додаток Б

Зразки кисломолочної продукції

Додаток В

Визначення вмісту кальцію титриметричним методом

Забарвлення комплексів до титрування

Колір індикатору в точці еквівалентності

Додаток Д

Визначення крохмалю

Додаток Е

Класифікація харчових добавок

• Е100-Е199: барвники. Надають продуктам харчуванняколір, відновлюють колір продукту, втрачений при обробці. Можуть бути природними (як бета-каротин) та хімічними (як татразин).
• Е200-Е299: консерванти. Відповідають за зберігання продуктів, попереджуючи розмноження бактерій та грибків. Хімічні стерилізуючі добавкидля зупинки бродіння вин, дезінфіканти.
• Е300-Е399: антиоксиданти (антиокисники). Захищають продукти харчуваннявід окиснення, зміни кольору та виникнення гіркоти. Можуть бути як природними сполуками (аскорбінова кислота, вітамін Е), так і хімічно синтезованими речовинами. Додаються у жирові та масляні емульсії (наприклад, майонез).
• Е400-Е499: стабілізатори, загусники. Зберігають консистенцію продуктів харчування, підвищують їх в’язкість. Наприклад, пектин Е440.
• Е 500-599: емульгатори. Створюють однорідну суміш із незмішуваних у природних умовах речовин – таких, як вода та олія, наприклад.
• Е600-Е699: підсилювачі смаку та аромату. Посилюють смак та аромат. Можуть приховувати неприємний природний смак продуктів харчування.
• Е900-999: антифламінги, піногасники, глазуруючі речовини Попереджують утворення піни, допомагають досягнути однорідної консистенції продуктів.
• Е1000-далі: глазуруючі речовини, підсолоджувачі, розпушувачі, регулятори кислотності та інші не класифіковані добавки. Порівняно нова група харчових добавок. Сюди входять добавки, що з’явились пізніше, за інші.
• Е1100-Е1105: ферменти, біологічні каталізатори. Група, також, порівняно нова. До неї входять різноманітні ферменти та біологічні каталізатори.
• Е1400-Е1450: модифіковані крохмали. Застосовуються для досягнення певної консистенції продуктів харчування. 

Додаток Є

Склад йогуртів за етикетками

Додаток Ж

Виготовлення фіксованих препаратів і з подальшим дослідженням мікробіоти під світловим мікроскопом

Додаток К

В полі зору- молочнокислі бактерії

Зразок 1

Зразок 2

Зразок 3

Зразок 4

Зразок 5

Зразок 6

Зразок 7

Додаток Л

Визначення кислотності

Редакція може не поділяти думку авторів і не несе відповідальність за достовірність інформації. Будь-який передрук матеріалів з сайту може здійснюватись лише при наявності активного гіперпосилання на e-kolosok.org, а також на сам матеріал!