Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор 7
1.1. Аспекты формирования молочных продуктов с пенной структурой...7
1 і 1.1.! Теоретические основы пенообразования 7
1.2.1. Использование пенообразных масс в технологии продуктов питания 19
1.2. Характеристика стабилизаторов структуры, используемых в технологии пенообразных масс 27
1.3. Технологические аспекты получения белковых концентратов 34
1.4. Заключение по обзору литературы и задачи исследования 42
2 Организация, объекты и методы исследований 46
2.1. Организация выполнения работы 46
2.2. Объекты исследований 48
2.3 Методы исследований 49
3. Результаты исследований и их обсуждение 52
3.1. Изучение свертывающей и протеолитической активности ферментных препаратов 52
3.2. Анализ влияния технологических факторов на закономерности концентрирования белков молока 62
3.3. Анализ состава азотистых веществ мол очно-белковых концентратов.75
3.4. Изучение функционально-технологических свойств мол очно-белковых концентратов 78
3.5. Планирование и результаты расчета соотношения белковых фракций в МБК-ФП с заданными свойствами 85
3.6. Практическая реализация результатов исследований по созданию технологии новых видов продуктов 93
3.6.1. Рецептуры и технологическая схема производства 93
3.6.2. Состав и свойства продуктов 95
3.6.3. Пищевая и биологическая ценность 98
3.6.4. Эффективность выработки 100
Выводы 102
Список использованных источников
- Теоретические основы пенообразования
- Характеристика стабилизаторов структуры, используемых в технологии пенообразных масс
- Анализ влияния технологических факторов на закономерности концентрирования белков молока
- Практическая реализация результатов исследований по созданию технологии новых видов продуктов
Введение к работе
Актуальность работы. Важнейшее место в реализации Национального проекта «Развитие АПК» отводится молочной отрасли Молоко и молочные продукты, являясь продуктами повседневного потребления всех возрастных групп населения, занимают одно из ведущих мест в рационе человека Большим резервом повышения эффективности использования сырьевых ресурсов является комплексная и рациональная переработка молочного сырья и увеличение выпуска продуктов на основе молочных белковых концентратов, которые имеют ряд преимуществ перед цельным молоком в них значительная концентрация белковых веществ, они обладают хорошими технологическими свойствами Кроме того, молочно-белковые концентраты являются перспективными еще и потому, что позволяют создавать такие формы пищи, которые способны удовлетворить как изысканные вкусы потребителей, так и сгладить проблему сезонности молока, характерного в настоящее время для молочной отрасли
Известно, что большинство продуктов питания по своей структуре являются дисперсными системами Многообразие форм дисперсий, их важное прикладное значение предопределяют необходимость исследования структуры, свойств и способов управления их качеством на различных этапах технологического процесса. Одной из разновидностей дисперсий (а, следовательно, продукти на ее основе) являются пены (газожидкостные дисперсные системы, ГДС) Они представляет собой двух- или многофазные системы, состоящие из пу-шрьков газа, разделенных прослойками жидкости (или твердого вещества) На предприятиях молочной промышленности выпускают различную продукцию, в том числе с пенообразной структурой на основе газожидкостных дисперсных систем В качестве пенообразователей традиционно используют жиросодержа-щие молочные продукты (сливки, ферментированные системы), сырьевые компоненты, богатые веществами белковой, углеводной или липидной природы (гидролизаты и изоляты белка, растворы желатина в молоке), склонные к пено-образованию Кроме того, весьма перспективным является использование поверхностно-активных свойств белков, которые ранее целенаправленно не использовали в молочной промышленности В этой связи исследование и разработка биотехнологии структурированных молочных продуктов с использованием концентратов молочных белков, специально полученных для этих целей, является актуальным направлением исследований
Фундаментальным проблемам процесса пенообразования молока и мо-
лочных продуктов посвящены работы П А Ребиндера, И Н Влодавца, А П Бе-лоусова Различные аспекты теории и практики использования пенообразных масс в технологии молочных продуктов рассмотрены также в трудах Г А Кука, А Г Храмцова, Н Н Липатова, А П Белоусова, В Д Харитонова, Г В Твер-дохлеб, К К Полянского, В Д Суркова, 3 С Зобковой, И А Евдокимова, П Г Нестеренко, А Ю Просекова
Цель и задачи исследований. Целью является исследование и разработка биотехнологии структурированных молочных продуктов на основе газожидкостных дисперсных систем
Для достижения поставленной цели сформулированы основные задачи исследований
разработать биотехнологию концентрирования белков молока в связи с использованием в технологии структурированных молочных продуктов,
изучить состав и функционально-технологические свойства молочно-белковых концентратов, полученных с использованием ферментных препаратов (МБК-ФП),
разработать технологию структурированных молочных продуктов,
исследовать состав и свойства разработанных продуктов, определить продолжительность хранения,
внедрить результаты работы в производство, оценить эффективность выработки
Научная новизна работы. Изучены свертывающая и протеолитическая активность ферментных препаратов в связи с получением молочно-белковых концентратов, обладающих способностью к формированию газожвдкостных дисперсных систем в зависимости от различных технологических факторов (температуры пастеризации и свертывания белков молока, присутствия ионов кальция, рН среды) Выявлены наибольшие изменения as- и %-фракции казеи-нов (глубина протеолиза достигает 22,7 и 66,2%, соответственно) при получении МБК-ФП Доказана наибольшая флотируемость в межфазные структуры при температуре не выше 5С р-фракций казеина (94,3%) и наименьшая - для %-и у-фракций (36,7 и 19,1%, соответственно) Показано, что флотационная способность всех исследуемых фракций (за исключением а5-казеинов) уменьшается с повышением температуры
Исследована пищевая, биологическая и энергетическая ценность новых продуктов
Практическая значимость работы. Разработана рецептура и технология
продукта «Воздушный творожок» (ТУ 9222-004-48649017-2006), утверждена техническая документация», установлена продолжительность хранения (20 суток при 4+2С), результаты работы внедрены в производство
Апробация работы. Основные результаты работы доложены, обсуждены и получили одобрение на конференциях различного уровня, проходивших в гг Кемерово, Орел, Вологда
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе в рекомендованном ВАК журнале «Молочная промышленность»
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложений, подтверждающих практическую значимость результатов
Теоретические основы пенообразования
Академик П.А. Ребиндер все дисперсные системы подразделил на коагуляционные, конденсационно-кристаллизационные и смешанные (коа-гуляционно-кристаллизационные) [113]. Конденсационно-кристаллизаци-онные структуры возникают в результате образования прочных химических связей между частицами (конденсационные структуры), либо вследствие сращивания кристаллов в процессе выкристаллизовывания новой фазы (кристаллизационные структуры). Главными признаками подобных конденсационно-кристаллизационных структур являются: высокая, по сравнению с коагуляционными структурами прочность, определяемая высокой прочностью фазовых контактов между частицами, необратимый характер разрушения, значительная упругость и хрупкость, малая пластичность. Для них характерно также наличие внутренних упругих напряжений, возникающих в процессе образования фазовых контактов, и отсутствие остаточных деформаций.
Коагуляционно-кристаллизационные структуры являются промежуточными между структурой коагуляционного типа и конденсационно-кристаллизационного. Начальная стадия образования этих структур характеризуется наличием таких контактов, которые приближают их к структурам коагуляционного типа. Под действием различных факторов (температуры, механических и других) происходят нарушения фазовых контактов и изменение типа структуры и, соответственно, структурно-механических свойств [148].
Одна из основных и наиболее распространенных дисперсных структур - коагуляционная. Структуры этого вида характеризуются сравнительно слабыми по силе взаимодействия между частицами, определяемыми в основном ван-дер-ваальсовыми силами сцепления через тончайшие прослойки дисперсной среды. Механические свойства коагуляционных струк 10
тур дисперсных систем обусловлены совокупностью основных факторов: молекулярным сцеплением частиц дисперсной фазы друг с другом в местах контакта, то есть в местах наименьшей толщины прослоек дисперсионной среды между ними, а также наличием тонких устойчивых прослоек жидкой среды на участках коагуляционного сцепления. Наличие тонкой жидкостной прослойки между частицами в коагуляционных системах обуславливает меньшую прочность структуры, но зато придает ей пластичность, а в некоторых случаях и эластичность. Структурообразование в самих пленках дисперсной среды, то есть проявление в этих пленках упругих свойств и, следовательно, структурной вязкости, препятствует дальнейшему уменьшению толщины прослоек между частицами и их дальнейшему сближению. С наличием тонких пластифицирующих прослоек дисперсионной среды связана способность коагуляционных структур к тиксотропному восстановлению [44].
Вид структуры ГДС будет зависеть от кратности, дисперсности, устойчивости, типа ПАВ, поскольку использование специальных средств для придания межфазным пленкам абсолютной стабильности «жестко» закрепляет расположение и взаимосвязь составляющих элементов ГДС в пространстве. Подобные системы не изменяются во времени, и поэтому называются стационарными. Максимальной прочностью будут обладать дисперсные системы при влажности, соответствующей минимальному соотношению капиллярно-неподвижной и капиллярно-подвижной воды [29].
Жидкости способны образовывать ГДС, состоящие как из пузырьков шарообразной формы (дисперсия воздушных пузырьков), так и из пузырьков, имеющих форму многоугольника и разделенных прослойками жидкости (ячеисто-пленочная пена). После прекращения насыщения жидкости газом во время нахождения системы в покое на поверхности жидкости постепенно формируется слой ячеисто-пленочной ГДС. Она образуется в результате отстаивания воздушных пузырьков и их соединения друг с другом, то есть коалесценции [44]. Образование долгоживущей ГДС в чистой жидкости невозможно. Устойчивые полиэдрические пенные дисперсии получают только в присутствии ПАВ, которые существенно изменяют свойства газовых дисперсий и жидких пленок: снижается поверхностное натяжение на границе раздела жидкость-газ, облегчается диспергирование газа и уменьшается размер пузырьков, изменяется режим и скорость их всплывания [16].
Силы, действующие в граничных слоях соприкасающихся фаз жидкость-газ, называются поверхностными силами. Частным случаем поверхностных сил являются силы межмолекулярного притяжения, прилипания и поверхностного натяжения. Последняя является одним из свойств межфазной поверхности. Весь комплекс процессов, происходящих при пенообра-зовании, получил название поверхностных явлений. Это связано с тем, что значительную роль играют поверхности раздела между фазами, изменения свойств поверхностей и прилегающих слоев, а также процессы, определяющие эти изменения. Особенность поверхностных явлений состоит в том, что каждая фаза изменяет состояние и свойства пограничных, с ней слоев соседней фазы. Толщина этих пограничных слоев определяется радиусами действия молекул соседней фазы. В такой трактовке поверхностных явлений подчеркивается объемный характер соответствующих процессов [21].
Силы натяжения пленок в монодисперсной ГДС одинаковы. В каждой вершине ячейки, имеющей форму многогранника, сходятся четыре канала, образуя угол, равный 10928 (второе правило Плато). Место пересечения каналов называется узлом. Каналы пронизывают всю структуру ГДС, представляя собой взаимосвязанную систему. Благодаря этому, формируется пространственная структура, характеризующаяся минимальной поверхностной энергией, а, следовательно, и большей устойчивостью. В полидисперсной системе, где пузырьки газа имеют разные размеры, форма пентагонального додекаэдра нарушается, что приводит к снижению устойчивости пен.
Характеристика стабилизаторов структуры, используемых в технологии пенообразных масс
Главной составной частью протеинов белка куриных яиц является овальбумин (около 50%). Кроме того, в состав протеинов белка входят овомуцин, кональбумин, овомукоид, овоглобулин. Считают, что все эти протеины участвуют в пенообразовании. Пенообразующая способность яичных белков может значительно изменяться в зависимости от различных факторов, прежде всего от свойств сырья. Пенообразующая способность значительно снижается, если к белку примешаны жиры, например, внесенные с желтком или другие пеногасители. Присутствие солей щелочноземельных металлов (кальция, магния) снижает действие пенообразователей, поэтому белок известкованных яиц обладает пониженной пенообразующей способностью.
В России и ряде Западно-Европейских стран сухой яичный белок вырабатывается в виде порошка белого цвета. В Китае вырабатывают сухой яичный белок, имеющий вид стекловидной крошки желтого цвета. В целях повышения пенообразующей способности этот белок до сушки подвергается ферментативному гидролизу [83].
Создавая пористую структуру, взбитые белки обеспечивают особую легкость структуры. При взбивании белка образуется ГДС, объем которой в 5-8 раз больше начального объема системы. Присутствие жира и жиро-содержащих продуктов отрицательно влияет на взбиваемость белков, а иногда даже лишает их этой способности. В этой связи белки перед взбиванием нужно тщательно отделять от желтков. При взбивании белков добавление жира, сливок или молока в начале процесса недопустимо. Изменение реакции среды в кислую сторону заметно повышает устойчивость ГДС, хотя и уменьшает ее объем. На этом основано предохранение взбитых белков от коагуляции путем прибавления перед окончанием взбивания нескольких капель какой-нибудь пищевой кислоты. Кратность ГДС определяет эластичность ее пленок, окружающих воздушные пузырьки. Чем дольше взбивают белки, тем мельче становятся пузырьки газа. Стенки их делаются более тонкими и утрачивают эластичность вследствие нарушения нативного состояния входящих в состав протеинов.
В технологии кулинарной продукции, предусматривающей тепловую обработку (суфле, пудинги), белки не следует взбивать до максимального увеличения ГДС, поскольку пленки теряют эластичность, так как при нагреве воздух расширяется и является причиной их разрушения. С другой стороны, при недостаточном взбивании пленки не в состоянии сохранять пористую структуру после соединения с другими продуктами.
Технология "Био-Тон" предлагает новый пенообразователь - концентрат сывороточный полисахаридный (КСП), который благодаря своему составу обладает ценными свойствами. Основными компонентами КСП являются белки (до 0,5%), углеводы (до 8%), минеральные вещества (до 2,5%), витамины и другие БАВ. Концентрат имеет хорошие пенообразую-щие свойства и обладает стойкостью к расслоению ввиду высокой влагос-вязывающей способности сывороточных белков. Одним из продуктов на основе КСП является молочное суфле "Био-Тон". Производство данного продукта имеет преимущество по сравнению с традиционным способом (технологичность, повышенная пищевая ценность) [147].
Доктором технических наук, профессором Е.Н. Артемовой научно обоснована и экспериментально подтверждена концепция использования в технологии пищевых продуктов с пенной структурой всего комплекса ПАВ природной растительной ткани. Установлено преимущество добавок из сапонинсодержащего сырья образовывать и стабилизировать пищевые ГДС. Научно обоснованы пути практической реализации композиции яич 22 ных продуктов с растительными добавками в технологии белково-взбивных и бисквитных полуфабрикатов [15].
В МИНХ им. Г.В. Плеханова и Ленинградском торгово-экономическом институте проведены исследования по изучению возможности применения в качестве пенообразователей растительных пюре (из айвы, ткемали, жимолости, ирги и других ягод) [60]. Удовлетворительные результаты получены при использовании растительного сырья в кремах, самбуках, муссах.
Крупномасштабные исследования по изучению пенообразующих свойств молока и продуктов его переработки проведены профессором ГОУ ВПО КемТИПП А.Ю. Просековым. Автором на основании анализа отечественной и зарубежной информации, а также многочисленных результатов собственных исследований обоснована сущность формирования молочных пенообразных дисперсных систем, заключающаяся во флотации веществ в поверхности раздела фаз при их образовании с последующей стабилизацией прилегающих граничных слоев, использовании биотехнологической обработки молока с дальнейшей трансформацией их функциональных свойств для построения межфазных структур, а также совокупности физико-химических процессов, обеспечивающих вовлечение и диспергирование газа в дисперсионной среде.
Благодаря проведенным исследованиям, установлена взаимосвязь состава (белков, липидов, лактозы, дисперсионной среды), а также физико-химических свойств (активной и титруемой кислотности, поверхностного натяжения, вязкости, активности воды и температуры) с пенообразующи-ми характеристиками молока. Доказано, что для прогнозирования пенообразующих свойств молочных объектов возможно использование показателя активности воды. Молочные системы с высоким значением данного показателя (более 0,9) характеризуются максимальной пенообразующей активностью
Анализ влияния технологических факторов на закономерности концентрирования белков молока
К настоящему времени накопилось большое количество исследований по вопросам фракционирования белков молока при получении молоч-но-белковых концентратов (МБК). Тем не менее, на современном рынке появляются новые коагулянты белков молока, что служит причиной изучения механизмов ферментативной коагуляции казеина, которые могли быть положены в основу новых технических решений использования МБК. Различные ферментные препараты, используемые в молочной промышленности, чувствительны к воздействию технологических факторов (температура пастеризации и свертывания белков молока, присутствие ионов кальция, рН среды). С технологических позиций значимыми являются плотность образованного сгустка, достаточная продолжительность коагуляции, количество выделившейся сыворотки. Нами проведены сравнительные исследования, показывающие влияние значимых факторов на состав и свойства МБК-ФП при использовании различных ферментных препаратов. Доза ферментного препарата выбрана с учетом рекомендованной в технической документации. В табл. 3.9 показано влияние температуры пастеризации на состав и свойства МБК, полученных с использованием различных ферментных препаратов.
Установлено, что качественные характеристики белковых концентратов в значительной степени определяются температурой пастеризации молока, а также используемым ферментным препаратом. Оценивая кинетические закономерности коагуляции, показано, что независимо-от используемого ферментного препарата повышение температуры коагуляции является причиной увеличения продолжительности процесса. Из используемых ферментных препаратов минимальная продолжительность коагуляции белков молока (температура пастеризации 72+1 С, выдержка 19+1 с) характерна для фромазы, увеличение температуры до 85+1С и 95+1С с выдержкой 5 мин в обоих случаях приводит к увеличению продолжительности процесса на 3,5 и 6,9%. Данный факт обусловлен денатурацией сывороточных белков при указанных температурах, которые обладают высокими гидрофильными свойствами. При этом во всех образцах отмечается увеличение показателей влагоудерживающей способности, а также степени использования сывороточных белков, которые участвуют в формировании МБК-ФП. Из всех изученных препаратов сычужный порошок характеризуется минимальной способностью к коагуляции казеина. По сравнению с фромазой продолжительность процесса коагуляции образцов I, II температура пастеризации 72+ГС, выдержка 19+1 с; II - температура пастеризации 85+ГС, выдержка 5 мин; III - температура пастеризации 95+ГС, выдержка 5 мин. и III увеличивается на 25,6; 26,8 и 29,5%. Если полагать, что сычужный порошок в является стандартом для отрасли при подборе ферментных препаратов в силу его высокой специфичности, все остальные препараты в большей или меньшей степени обладают способностью к неспецифичному протеолизу, хотя также позволяют получить удовлетворительные для дальнейшей переработки МБК-ФП. Несмотря на то, что с увеличением температуры пастеризации степень использования сывороточных белков увеличивается и достигает максимального значения 57,8% также в случае использования фромазы, массовая доля белка в МБК-ФП снижается, что связано с увеличением обводненности за счет сывороточных белков, которые сорбируются на мицеллах казеина с последующей их коагуляцией.
Заканчивая обсуждение представленных в таблице данных, отметим, что между прочностью образованных сгустков и продолжительностью свертывания существует определенная корреляции: МБК-ФП, полученные с использованием микробных и рекомбинантных коагулянтов, характеризуются максимальными значениями предельного напряжения сдвига, препараты животного происхождения позволяют получить менее прочные сгустки. Тем не менее, увеличение температуры пастеризации более 70С сглаживает существенные различия в структурно-механических свойствах МБК-ФП, вероятно за счет повышения степени использования сывороточных белков.
Дополнительно отметим, что фромаза, Maxiren и CHY-MAX хотя и позволяют получить МБК-ФП с максимальными влагоудерживающими свойствами, но прочность концентратов также является максимальной, что указывает на более сложные биохимические изменения с белками молока при ферментации указанными коагулянтами: происходит более существенная трансформация казеиновой фазы (п. 3.1), влекущая за собой изменение форм азота, а, следовательно, и способность белковых веществ к сорбции влаги и коагуляции мицелл казеина с образованием дисперсных структур коагуляционно-конденсационного типа. С учетом проведенного анализа для дальнейших исследований выбраны образы МБК-ФП, полученные из пастеризованного при температуре пастеризации 95+1 С с выдержкой 5 мин с использованием всех ферментных препаратов. Это связано с высокой степенью использования сывороточных белков, а также меньшей вариабельностью влагоудерживающей способности от 5,0 до 6,0 см3/10 г (в образцах молока, полученных с температурой пастеризации 72+1 С, выдержка 19+1 с и 85+1 С, выдержка 5 мин, этот разброс составляет от 4,1 до 5,5 см /10 г).
В табл. 3.10-3.12 показано влияние рН на состав и свойства МБК-ФП. Регулирование активной кислотности проводили с использованием закваски мезофильных молочнокислых стрептококков Lactococcus lactis spb. cremoris, Lactococcus lactis spb. lactis, Leuconostoc mesenteroidis spb. cremoris, Lactococcus lactis spb. lactis biovar diacetylactis, температура сквашивания 28+2C (табл. ЗЛО); термофильных молочнокислых стрептококков и палочек Streptococcus termophilus, Lactobacterium delbrueckii spb. bul-garicus, температура сквашивания 43+2C (табл. 3.11) и комплексной за-кваски, состоящей из мезофильных молочнокислых стрептококков и термофильных молочнокислых стрептококков и палочек в соотношении 1:1, температура сквашивания 33+2 С (табл. 3.12).
Анализ полученных результатов показал, что использование заква-сочных культур стимулирует процесс коагуляции белков, причем в большей степени это касается молока, ферментированного термофильными культурами. Так, использование сычужного фермента в молоке с рН 6,01 и 5,4 сокращает продолжительность коагуляции в случае использования ме-зофильной, термофильной и комплексной закваски на 75,0 и 81,8%; 79,6 и 84,1%; 77,3 и 81,8%, соответственно. Кинетика коагуляции с использованием иных ферментных препаратов имеет аналогичные особенности: период получения сгустка сокращается в среднем от 3,9 до 6,5 раза.
Практическая реализация результатов исследований по созданию технологии новых видов продуктов
Показано, что сывороточные белки обладают высокой флотационной способностью в отношении межфазных пенных пленок в области температур от 5 до 25С, затем наблюдается резкое падение данного показателя, различия в поверхностных свойствах становятся более выраженными. Так, если при 5С показатель флотационной способности у всех изученных фракций казеина достигает максимальных значений и колеблется в интервале 92,0-98,4% (среднее значение размаха составляет +1,1%), то при 35 и 55С интервал колебаний составляет от 40,6 до 76,6%, среднее значение размаха составляет +23,5% и от 8,6 до 28,9, среднее значение размаха +35,1%.
Независимо от температуры наибольшей флотационной способностью в межфазные пленки обладает Р-лактоглобулин, наименьшей- - иммуноглобулины. Определение флотационной способности?межфазных.пенных пленок позволяет связать наблюдаемое уменьшение флотационной способности с изменением конформационных параметров молекул белков, а также их относительной молекулярной массой. Возможно, что уплотнение молекул казеинов происходит в результате усиления гидрофобных взаимодействий белков. При этом четко прослеживается способность р-лактоглобулина к ассоциации с ots-казеинами, которая теряется вследствие теплового воздействия.
Другим, наиболее часто встречающимся видом дисперсных систем молочных продуктов, являются эмульсии. Особенности образования межфазных слоев эмульсий достаточно подробно освещены в трудах Н.И. Козина, однако существует большая проблема поиска новых видов эмульгаторов и путей управления их эмульгирующими свойствами; На наш взгляд; основа ее решения связана с построением иерархической модели вклада технологических факторов, детерминирующей свойства молочных белков как элемента, формирующего эмульсии.
Для выяснения роли молочных белков, входящих в состав МБК-ФИ, выполнен ряд специальных экспериментов, показывающих степень участия белков в построении межфазной пленки эмульсии, а также их способность противостоять десорбции в результате коалесценции капель. Результаты исследований показаны нарис. 3.9.
Установлено, что флотационная способность фракций белков в межфазные пленки эмульсии существенно зависит от температуры: максимальный показатель независимо от фракции белка отмечается при температуре 35+5С. Из четырех исследованных фракций %- и у-казеины в наименьшей степени способны к участию эмульсионных пленок (флотационная способность не превышает 20,0%). Эти белковые фракции в меньшей при максимальных показателях флотационной способности 20,0 и 14,1% изменяют свои значения в диапазоне 14,3-17,2 и 6,3-8,0%), соответственно.
В большей степени эмульгирующие свойства выражены as- и 0-казеинов, прием у второго при рациональной температуре они превышают аналогичный показатель, характерный для первого в 1,4 раза. В отличие от ранее рассмотренных случаев с ГДС, в отношении построения эмульсионной пленки лучшими свойствами обладает Р-казеин (колебания составили от 29,7 до 28,9%о при температуре 5 и 55С), а фракции ots-казеинов занимали промежуточное значение (от 48,0 до 43,0% при температуре 5 и 55С).
Иная картина складывается при исследовании свойств сывороточных белков (рис. ЗЛО). Выявлено, что степень десорбции сывороточных белков более выражена, чем у казеинов, причем с понижением температуры они в большей степени флотируют в дисперсионную среду. Данный факт связан с высокой обводненностью сывороточных белков, и, как следствие, невысокой способностью принимать участие в построение эмульсионной пленки на поверхности гидрофобизированного жирового шарика. Полученные данные косвенно подтверждают возможность образования комплексов между (3-лактоглобулинами и ocs-казеинами 15 25 35 45 55
Качественный скачок, характеризующий флотационную способность сывороточных белков, отмечается при температуре выше 25С, что связано, возможно, с переходом молочного жира в жидкое состояние. Это является фактором снижения гидрофобных свойств жировой глобулы и наиболее наглядным доказательством проявления функционально-технологических свойств высокообводненных сывороточных белков в отношении стабилизации эмульсий первого рода.
Толщина адсорбционного слояэмульсии, нм 87-98 70-86 79-93 54-63 40-65 62-90 31-44 сой, которая варьирует от 16,48 до 24,48 кД (у казеинов) и от 14,10 до 957,52 кД (у сывороточных), степенью гидратации (2,1-15,9 г/г), а также составом и соотношением входящих аминокислот. Выявлено, что роль поверхностных свойств изучаемых белков очень велика. Концентрирование на границе раздела газовой и эмульсионной фаз предопределяет возможность эффективного использования белков в технологии структурированных продуктов, а различная скорость образования адсорбционных слоев позволяет управлять качеством дисперсных систем пищевых продуктов. В доказательство перечисленных положений можно привести различную скорость десорбции белков, из монослоёв ГДС и эмульсии, а также весьма различающуюся толщину межфазных слоев в зависимости от свойств дисперсной фазы и функционально-технологических свойств молочных белков (казеинов и сывороточных).
Сложность изучаемых явлений, а также противоречивые результаты, не всегда совпадающие с литературными данными, связаны с внутримолекулярными превращениями белков в МБК-ФП при ферментации. Подобные конформационные изменения или внутрифазовые переходы не только подразумевают изменения формы молекул, возникающие при относительной ориентации отдельных ее частей (аминокислот, пептидов), но и изменяют основные технологические свойства. Это позволяет рассматривать отдельные фракции белков как фазовые частицы.
Однако способность к ассоциации фракций белков изменяет соотношение поверхностной активности образовавшихся кластеров, и как следствие, - флотационной способности на границе раздела фаз. Образующиеся межфазные поверхности обладают разностью межфазных потенциалов, которая приводит к перераспределению-заряда в граничащей фазе и образованию двойного электрического слоя. Благодаря этому достигается, возможность стабилизации дисперсных систем пищевых продуктов, полученных с использованием молочно-белковых концентратов.
