Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор 8
1.1 Особенности формирования газовой фазы в молочных продуктах 8
1.2 Состав и свойства белков молока 19
1.3 Направления интенсификации технологий молочных продуктов на основе газожидкостных дисперсных систем 34
1.4 Обоснование направлений исследований, их цель и задачи 41
Глава 2. Структура работы и организация проведения исследований 48
2.1 Организация и схема эксперимента 48
2.2 Объекты и материалы исследований 50
2.3 Методы исследований 50
Глава 3. Результаты собственных исследований и их анализ 57
3.1 Изучение пенообразующих свойств молочных основ в зависимости от различных технологических факторов 57
3.2 Исследование закономерностей формирования пенообразных масс из ферментированных молочных основ 60
3.3 Исследование биохимических превращений белковой фазы в ферментированных молочных основах 71
3.4 Разработка методики оценки свойств ферментных препаратов с целью биотехнологической трансформации свойств молока при формировании межфазных пленок 77
3.5 Физико-химические особенности стабилизации межфазных структур ГДС на основе ферментированных молочных основ 81
3.6 Практическая реализация результатов исследований 92
3.6.1 Классификация молочных продуктов на основе газожидкостных дисперсных систем 92
3.6.2 Технологии молочных продуктов на основе газожидкостных дисперсных систем 98
3.7 Эффективность технологий выработки продукции 101
Основные результаты и выводы 103
Библиографический список 105
Приложения 122
- Особенности формирования газовой фазы в молочных продуктах
- Обоснование направлений исследований, их цель и задачи
- Исследование биохимических превращений белковой фазы в ферментированных молочных основах
- Эффективность технологий выработки продукции
Введение к работе
Актуальность работы. В современных условиях пристальное внимание к проблемам агропромышленного комплекса закреплено Национальным проектом «Развитие АПК» Важнейшее место в его реализации отводится молочной отрасли Молоко и молочные продукты, являясь продуктами повседневного потребления всех возрастных групп населения, занимают одно из ведущих мест в рационах всех возрастных групп Большим резервом повышения эффективности использования сырьевых ресурсов является комплексная и рациональная переработка молочного сырья и увеличение выпуска продуктов на основе молочно-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
Основные принципы ресурсосберегающих технологий в молочной промышленности рассмотрены в работах 3 X Диланяна, П Ф Крашенинина, Н Н Липатова, В Д Харитонова, А Г Храмцова, Л А Остроумова, И А Евдокимова, П Г Нестеренко, А А Храмцова, Н И Дунченко, Ю Я Свириденко, Н П Захаровой и других ученых
Разработка новых и совершенствование традиционных технологий в молочной промышленности направлены на повышение качества и безопасности продуктов, придание им новых и улучшенных потребительских свойств, снижение энергоемкости процессов получения Немаловажными факторами является так же и то, что в сферу переработки молочной отрасли все больше вовлекаются нетрадиционные источники сырья, усиливается необходимость решения проблем по глубине, комплексности и экологичности переработки дисперсных продуктов
В последнее время большое внимание уделяется вопросам создания молочных продуктов десертного назначения Эти продукты имеют хорошие потребительские качества, высокую пищевую ценность, низкую себестоимость Благодаря достаточно широкому диапазону добавок, вкусовых наполнителей, стабилизаторов структуры, применяемых в производстве молочных продуктов, можно получать готовую продукцию с различными свойствами, в том числе со взбитой^ (аэрированной, пенообразной) структурой Продукты подобного типа за счет4-.] оригинальной консистенции пользуются неизменно повышенным спросом у по- О требителей Кроме того, данные виды продуктов используются в функциональ-
ном питании для лечения и профилактики разнообразных заболеваний из-за повышенного насыщения газом В этой связи актуальность направлений исследований по разработке технологии взбитых молочно-белковых продуктов не вызывает сомнений
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является исследование закономерностей формирования и разработка технологии взбитых молочных продуктов на молочно-белковой основе
Для реализации поставленной цели при выполнении работы решали следующие задачи
изучить пенообразующие свойства восстановленного обезжиренного молока с повышенным содержанием белка (молочных основ) в зависимости от различных технологических факторов,
исследовать закономерности формирования пенообразных масс из ферментированных молочных основ,
исследовать биохимические изменения, произошедшие с белковой фазой молочных основ при ферментации,
раскрыть закономерности стабилизации межфазных структур газожидкостных дисперсных систем (ГДС) на основе ферментированных молочных основ,
разработать классификацию молочных ГДС,
разработать рецептуры и регламент выработки новой продукции,
внедрить результаты работы на предприятии, оценить ожидаемую эффективность выработки
Научная новизна работы. Исследованы пенообразующие свойства восстановленного обезжиренного молока с повышенным содержанием белка Выявлено, что для достижения максимального уровня пенообразования молочная основа должна содержать 13,1+0,7% белка
Рассмотрена возможность использования ферментативной обработки для повышения пенообразующеи активности молочных основ Установлено, что для этих целей наиболее пригодны микробные и рекомбинантные ферментные препараты в концентрации 0,0005-0,001% (продолжительность ферментации при 37-41 С 30-60 минут в зависимости от концентрации препарата)
Для отражения способности ферментированных молочных основ к образованию ГДС показана возможность использования коэффициента относительной протеолитической специфичности ферментных препаратов, который позволяет судить о целесообразности использования ферментного препарата для предпочтительного изменения способности молока к образованию пенообразных дисперсий с заданным составом и свойствами
Установлены рациональные концентрации стабилизаторов хамульсиона и
пектина (1,5 и 1,5%) для обеспечения устойчивости ГДС на уровне 100 и 75%, соответственно
Разработана схема классификации молочных продуктов на основе газожидкостных дисперсных систем, полученных различными способами
Практическая значимость. Разработана технология новых видов продуктов (ТУ 9222-222-00419785-06), подана заявка на выдачу патента №2006115483
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на научно-практических конференциях и симпозиумах гг Волгоград (2005 г), Углич (2005 г), Орел (2005 г), Москва (2006 г), Кемерово (2006 г), Вологда (2007 г)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе одна в журнале, рекомендованном ВАК РФ «Хранение и переработка сельхозсырья»
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора, методологии проведения эксперимента, результатов собственных исследований и их анализа, выводов, списка литературы (183 наименования) и приложений Основной текст работы изложен на 104 страницах, включает 16 таблиц и 19 рисунков
Особенности формирования газовой фазы в молочных продуктах
Газосодержащие продукты питания относятся к дисперсным системам (или дисперсиям). Структурами подобного рода называют гетерогенные, преимущественно микрогетерогенные, двух- или многофазные системы, в которых по крайне мере одна из фаз находится в дисперсном состоянии. Обычно дисперсная система рассматривается как совокупность частиц дисперсной фазы и окружающей их сплошной дисперсионной среды. Вместе с тем, в связнодисперсных системах обе фазы могут быть непрерывными, пронизывая друг друга. Таковы пористые твердые тела с открытой поверхностью. К этим системам близки по своему строению гели, а также студни, образующиеся в растворах высокомолекулярных соединений (ВМС), в том числе ВМС, обладающие клееподобными свойствами [74].
Дисперсной средой может быть жидкость, твердое тело или газ. В сочетании с тремя агрегатными состояниями дисперсной фазы возможны несколько видов дисперсий. Согласно классификации, предложенной В. Оствальдом, дисперсии состоят, по крайней мере, из двух фаз, одна из которых диспергирована (раздроблена), а другая является непрерывной (сплошной). Классифицировать дисперсные системы можно на основе следующих признаков: агрегатное состояние дисперсной фазы и дисперсионной среды; размер и распределение частиц дисперсной фазы по размерам; вид дисперсионной среды [162].
Пенообразные массы сохраняют некоторые свойства образующих ее фаз. Так, сжимаемость в основном определяется свойствами раствора пенообразователя, а способность к адгезии и смачиванию - свойствами раствора пенообразователя (дисперсионной среды). Однако характер проявления поверхностных свойств дисперсионной среды и ее способность к образованию межфазных пленок и граничных слоев с дисперсной средой будут в большей мере зависеть от физико-химических свойств растворенных или диспергированных в ней веществ [99].
Полагают, что газ ни в одном из молочных продуктов не является дисперсионной средой. В некоторых из них он представляет дисперсную фазу с различной равномерностью распределенную по объему продукта (масло, сметана, сгущенное молоко, мороженое, кремы и др.). В отдельных видах продуктов газ заполняет поры, капилляры и пространства между частицами продукта [82].
В сухих молочных смесях частицы нередко содержат одну или несколько пустот (вакуолей), заполненных воздухом. Незначительное количество воздуха может быть равномерно распределено во влаге сухого молока и абсорбироваться на частицах. Непосредственно после распылительной сушки общее объемное содержание воздуха в частицах ниже, чем в сухом продукте, выдержанном в течение 4-12 ч [81 ].
При наличии воздуха в трубопроводах от доильного аппарата до приемного резервуара транспортируемое молоко насыщается воздухом (в трубопроводах возможна интенсивная аэрация молока с интенсивным вспениванием). В значительной степени молоко обогащается газами на фермах за счет перекачивания насосами, перемешивания в резервуарах и при охлаждении.
Содержание газов в питьевом пастеризованном или стерилизованном молоке зависит от режима пастеризации и стерилизации, а также аппаратурного оформления процесса. При использовании жестких режимов пастеризации содержание газов снижается. Аналогичная ситуация складывается при использовании пластинчатых пастеризаторов по сравнению с трубчатыми.. В стерилизованном молоке, полученном на установках непосредственного введения пара в продукт с последующим его вакуумированием, меньше воздуха, чем на установках с косвенным нагревом [137].
Существует взаимосвязь между концентрацией сгущенного молока, направляемого на сушку, и содержанием воздуха в частицах сухого молока. В частности, установлено повышение плотности частиц сухого молока при увеличении концентрации сгущенного молока. С увеличением термического воздействия на частицы в процессе сушки общее содержание воздуха в сухом молоке возрастает. Доказано, что при повышении температуры воздуха, подаваемого на сушку, со 160 до 200С содержание воздуха в частицах сухого молока увеличивается с 7 до 11%.
Существуют различные пути обогащения молочных продуктов газом. Он может попадать в продукты самопроизвольно за счет контакта с окружающей средой, в отдельные продукты его вводят специально и, наконец, во многих случаях его удаляют из продуктов тем или иным способом. Независимо от этого, большую по объему пену образует газ, который насыщает молоко во время технологической переработки. В результате этого образуются пены (газожидкостные дисперсии, пенообразные массы) [101].
Рассмотрим особенности формирования пенообразных масс более подробно. ГДС - это системы, состоящие из распределенных (диспергированных) пузырьков газа различной величины, которые с помощью тонких жидкостных пленок разделены одна от другой и одновременно удерживаются вместе. Газ - это воздух, либо используемые в производстве взбитых продуктов в качестве вспенивающего агента оксиды азота [164].
Тип контакта двух газовых пузырьков в жидкой среде определяется размерами пузырьков. Если размеры пузырьков и давления в них неодинаковы (Rj R2, Рі Рг) т0 разделяющая их пенная пленка изгибается, обращаясь выпуклой поверхностью в сторону пузырька большего радиуса (с меньшим давлением) [143, 283]. Многогранные пузырьки газа разделены тонкими прослойками жидкой дисперсионной среды. В зоне соприкосновения трех пленок, принадлежащих трем соприкасающимся в плоскости пузырькам, образуется канал Плато-Гиббса. В плоскости канал имеет форму зазора между соприкасающимися цилиндрами [45, 83].
Тип контакта межфазных пленок ГДС определяет величину капиллярной силы сцепления воздушных пузырьков Fk. Аналитические уравнения, предложенные для описания капиллярного взаимодействия через каналы Плато-Гиббса, сводятся к оценке силы контакта через размерно-межфазные свойства дисперсий (или геометрию пленок) [53].
Механизм процесса пенообразования сложен из-за совместного влияния многочисленных физико-химических, физико-технических и других факторов. Закономерности, обуславливающие образование ГДС, существенно меняются в зависимости от условий проведения технологического процесса или эксперимента [122].
Выявлено, что образование устойчивой (долгоживущей) ГДС в чистой жидкости невозможно. Устойчивые полиэдрические ГДС получают только в присутствии ПАВ. Введение ПАВ в жидкость существенно изменяет 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 всплыва-ния. Дисперсионная среда в тонких пленках представляет собой совокупность молекул ПАВ, продуктов их диссоциации и связанных с ними сольват-ных оболочек, в которые входит вся содержащаяся в системе жидкость. Адсорбционные слои ПАВ обеспечивают длительное существование возникающих пленок [49].
В процессе получения ГДС значительную роль играют поверхности раздела между фазами, изменения свойств поверхностей и прилегающих слоев, а также процессы, определяющие эти изменения. Весь комплекс этих процессов получил название поверхностных явлений. Особенность поверхностных явлений состоит в том, что каждая фаза изменяет состояние и свойства пограничных с ней слоев соседней фазы [109]. Толщина этих пограничных слоев определяется радиусами действия молекул соседней фазы. В такой трактовке поверхностных явлений Б.В. Дерягин подчеркивал объемный характер соответствующих процессов [46].
Обоснование направлений исследований, их цель и задачи
На всех этапах развития общества к основным формам его деятельности относится получение продуктов питания. Обеспечение ими населения является важнейшей проблемой человечества [123, 124]. С одной стороны это связано с ростом населения планеты, а с другой - ограниченностью природных, технических и экономических возможностей для требуемого увеличения производства продуктов питания. В нашей стране сущность и необходимость развития этого направления сформулированы в Концепции государственной политики в области здорового питания, одобренной постановлением Правительства Российской Федерации (№917 от 10.08.1998 г.). Этот документ предопределяет необходимость обеспечения населения продовольствием в достаточном ассортименте и количестве. Наряду с количественным аспектом решения продовольственной проблемы, заключающимся в увеличении пищевых ресурсов, на первый план выдвигается качественный, направленный на улучшение структуры питания [118].
Академик РАСХН И.А. Рогов отмечает, что важнейшими народнохозяйственными задачами, от решения которых во многом зависят планы социально-экономического развития страны, являются улучшение структуры питания населения и повышение качества пищевых продуктов. В основу достижения этих целей должно быть положено решение комплекса взаимоувязанных задач экономического, социального, технологического, научного и организационного характера [123]. Несмотря на кризисную ситуацию, предпосылки развития которой сложились в доперестроечное время, Россия занимала лидирующие позиции в производстве пищевых продуктов в мире, в т. ч. была лидером по потреблению молока на душу населения [154,155].
Все вышеизложенное указывает на то, что в решении продовольственной проблемы существенное значение имеет привлечение в пищевой баланс дополнительных, нетрадиционных источников, ранее неиспользовавшихся для пищевых целей [131]. Это возможно осуществить на основе новых подходов к переработке, поскольку особенности строения и состава нетрадиционного сырья делают неэффективными обычные методы технологического воздействия. Кроме того, непривлекательный потребительский вид, с одной стороны, и отсутствие системы научных подходов переработки нетрадиционных объектов в продукты с привычными структурой и органолептически-ми показателями, с другой, не позволяют перевести их из разряда потенциального источника в разряд реализованного пищевого сырья [132].
Питание является важнейшим фактором, определяющим здоровье населения. В этой связи важнейшей стратегической задачей агропромышленного комплекса страны является удовлетворение потребностей населения в высококачественных и безопасных продуктах питания [105]. Ведущая роль в ее реализации отведена молочной промышленности. Наша страна относится к странам с развитой молочной промышленностью, и имеет свой ассортимент молочных продуктов. Одним из существенных резервов увеличения производства молочных и других пищевых продуктов в России и других странах с развитой молочной промышленностью является рациональное использование составных частей молока.
В отличие от стран ЕС, в которых нет больших проблем не только с продуктами питания, но и с их качеством и ассортиментом, перерабатывающие отрасли АПК России до сих пор характеризуются чрезвычайно неэффективной структурой переработки молка-сырья и выработки готовой продукции. По мнению ведущих специалистов независимо от подходов к решению существующих проблем продукты питания нового поколения необходимо вырабатывать из высококачественного сырья. Однако в ближайшее время для России это в полной мере не представляется возможным, и, как следствие, в этой ситуации будет невозможна реализация ряда передовых технологий, уже распространяющихся в развитых европейских и других странах.
В то же время некоторые тенденции, связанные с возможностью полного использования как существующих мощностей эксплуатируемого в пищевой промышленности оборудования, так и сырья требуемого качества, привели к появлению на рынке продуктов с повышенным сроком хранения. Эти тенденции в последние годы наблюдаются не только в зарубежных странах, но и получили определенное развитие в разработках ведущих отраслевых научно-исследовательских институтов.
Уровень технических результатов научно-исследовательских проектов достаточно высок, однако определенное отставание конструкторских разработок сдерживает широкое освоение промышленностью прогрессивных разработок. Создание новых видов техники и технологии осложняется еще и тем, что молоко - система, сложная природа которой обусловлена различием свойств его составных частей. Вода служит дисперсионной средой для солей, находящихся в молекулярном и ионном состоянии, а также для присутствующего в молекулярном состоянии молочного сахара. Эта дисперсионная среда в виде истинных растворов является в свою очередь средой для белков, находящихся в коллоидной форме, а во взвешенном состоянии в виде эмульсии или суспензий в молоке находится жировая фаза. Такое физическое состояние составных частей молока влияет на технологию его переработки, то есть ассортименты выпускаемых продуктов [148].
Определяющим фактором создания современной технологии производства биопродуктов является дальнейшее развитие фундаментальных и прикладных исследований по изучению природы процессов, формирующих качество продукции, выявлению механизмов молекулярных взаимодействий в биологических системах с применением новейших методов исследований. Только в этом случае могут быть найдены рациональные многовариантные подходы к процессам переработки и хранения сырья и продукции, созданию альтернативных направлений.
Существенным резервом в решении имеющихся проблем является изучение поверхностных свойств продуктов. По своей природе многие компоненты являются поверхностно-активными и изменяют свое поведение на границе раздела фаз, а также состояние пограничных с ним сред. Однако эти свойства либо вообще не используют в технологии, либо используют ограниченно, исключительно эмпирически, подводя научную базу под уже установленные закономерности.
На основании комплексного анализа теоретических и экспериментальных исследований, результаты которых приведены в доступной литературе, выделено новое направление, связанное с совершенствованием техники и технологии молочных продуктов на основе газожидкостных дисперсных систем, научная концепция которого основана на сочетании поверхностно-активных свойств компонентов молока и гидромеханической обработки, направленной на насыщение дисперсионной среды газом. К настоящему времени накоплен значительный научно-практический материал в области прикладного использования процесса пенообразования молочной промышленности. Процессы, связанные с газонасыщением, широко используют при смешивании компонентов и сушке во вспененном состоянии, получении коровьего масла методом сбивания сливок и других продуктов питания, а также в биотехнологии при культивировании микроорганизмов и т.д.
Важным технологическим свойством молочного сырья является его пенообразующая способность. Суть этого процесса связана с вовлечением воздуха в молочную систему с последующим образованием дисперсной фазы, окруженной прослойками жидкости. Таким образом формируется ГДС. ГДС - это дисперсные высококонцентрированные системы, в которых дисперсной фазой являются пузырьки газа, а дисперсионной средой - жидкость в виде тонких пленок. ГДС являются термодинамически неустойчивыми системами. Их образование сопровождается увеличением свободной энергии системы. Минимальное значение свободной энергии достигается при полном разделении ГДС на две фазы (жидкость и газ), т.е. при разрушении ГДС.
Агрегативная устойчивость ГДС заключается в том, что чем больше пузырек газа, тем больше в нем давление. На скорость диффузионного разрушения ГДС влияют: растворимость газа в жидкой пленке, коэффициент диффузии газа в жидкой пленке, толщина жидких пленок, поверхностное натяжение раствора пенообразователя. Нарушение кинетической устойчивости ГДС связано с процессом самопроизвольного стекания жидкости в пленках, что приводит к их утончению и, в конце концов, к разрыву. Разрыв пленки включает три стадии: постепенное утончение, скачкообразное появление отдельных участков меньшей толщины, чем толщина всей пленки, образование на этих участках отверстий, расширяющихся с большой скоростью.
Важным свойством ГДС является ее устойчивость, которая обусловлена следующими факторами: наличие пенообразователя; определенные свойства дисперсионной среды (вязкость, водородный показатель рН, наличие низкомолекулярных электролитов); внешнее воздействия (температура, испарение жидкости из ГДС, механические воздействия. Помимо природы и концентрации пенообразователя на устойчивость ГДС влияют такие факторы, как температура, вязкость дисперсной среды, активная кислотность и скорость взбивания. Однако необходимо отметить, что влияние этих факторов на устойчивость ГДС исследована недостаточно.
Исследование биохимических превращений белковой фазы в ферментированных молочных основах
В дальнейшем при разработке технологии новых продуктов учтен классический подход, согласно которому соотношения между продолжи-тельностями отдельных стадий процесса ферментативной коагуляции казеина являются постоянными величинами. Это необходимо принять во внимание для того, чтобы в случае поступления сычужно-вялого молока необходимо подбирать продолжительность скрытой фазы коагуляции индивидуально. В своих работах К.К. Горбатова отмечает, что специалистов молочной промышленности интересует не только (не столько) механизм биохимической трансформации казеина, но и возможность определения и предсказывания продолжительности отдельных стадий процесса, а также разработка путей управления ими. С целью разработки объективных характеристик процесса ферментации установлена возможность количественной оценки результатов реакции. В качестве основных критериев оценки выбраны быстрота и дешевизна метода в производственных условиях; воспроизводимость результатов; высокая разрешающая способность. На основании анализа литературных данных применяли способ, позволяющий определить относительное содержания свободных аминных групп, количество которых изменялось в результате ферментативной реакции.
Результаты исследований показаны на рисунках 3.3.1-3.3.3 Установлено, что на изменение содержания аминных групп, образующихся при ферментации, влияет несколько факторов - биохимические свойства моло-косвертывающего ферментного препарата, его доза, а также продолжительность и температура. Независимо от других факторов с увеличением продолжительности процесса относительное содержание аминных групп увеличивается, однако возможны два варианта биотехнологической трансформации белковой фазы. Так, например, при использовании сычужного фермента на рассматриваемой стадии коагуляции отмечено детерминируемое увеличение числа аминных групп, причем с использованием рациональных технологических параметров сычужной ферментации этот рост становится более отчетливым (максимальный прирост аминных групп отмечен на уровне 9-12% при температуре ферментации 37-41 С в течение 90-120 мин и дозе фермента 0,001-0,002%). Полученные результаты согласуются с известным фактом отщепления гликомакропептида в результате ферментативной обработки молока сычужным ферментом и последующими конформационными изменениями структуры казеиновых мицелл, связанных с разрывом электростатических связей, существующих между фосфатными группами фосфосерина и гуанидиновыми группами аргинина в as- и Р-казеинах.
В наших опытах после окончания ферментативной стадии отмечен факт коагуляции и агрегации мицелл (обрыв плоскости значений изучаемого параметра при температуре (37-41)С), что связано со снижением вдвое -потенциала (по литературным данным, с минус 15-20 мВ, до минус 5-9 мВ) и снижения сил отталкивания.
Другим установленным фактом, в некоторых случаях является снижение относительного содержания аминогрупп. Это можно объяснить фермент-субстратным взаимодействием, при котором блокируется часть аминогрупп, и они, вследствие этого, становятся недоступны для количественного определения методом титрования А.Я. Дуденкова. При этом, как правило, максимальное увеличение значений пенообразующей способности исследуемых молочных объектов отмечается на начальном этапе роста относительного содержания аминных групп.
Нами также сопоставлены биохимические изменения, происходящие в результате ферментации с белковой фазой молока, и его способностью к формированию ПДС (таблица 3.3.1). Полученные результаты использованы в качестве объективного показателя при оценке рациональной продолжительности ферментации молочных основ.
С целью разработки практических рекомендаций и развития научно-практических представлений по объективной оценке свойств ферментированного обезжиренного молока использовали два показателя:
- изменение относительного содержания аминных групп (как показатель, позволяющий оценить степень ферментации);
- диаметр мицелл казеина.
В табл. 3.3.2 приведено изменение диаметра мицелл казеина под действием молокосвертывающих ферментных препаратов.
В целом полученные данные позволили выявить, что при выбранных ферментах и режима ферментации в течение, как правило, одного часа происходит уменьшение относительного числа аминных групп и диаметра мицелл казеина. Это является следствием специфики биохимических свойств белков, содержащихся в молоке.
Имеются данные, что чем больше размер частиц дисперсной фазы, содержащейся в молоке и участвующей в пенообразовании, тем выше пе-нообразующая активность изучаемых систем. В данном случае это положение неправомочно, поскольку при дезагрегации мицелл одновременно происходит увеличение числа субмицелл, молекулы белков изменяют свою структуру, которая не приводит к увеличению пенообразующих свойств. Возможно, в данном случае главенствующим фактором является увеличение межфазной поверхности субмицелл казеина, которая приводит к более эффективной их флотации в межфазную поверхность дисперсионная среда - дисперсная фаза и повышению пенообразующей активности.
Повышение дозы фермента приводит к неуправляемому ферментативному процессу и появлению повышенного количества продуктов распада казеина, а также коагуляции, что препятствует вспениванию молока. С другой стороны, системы, характеризующиеся высокой степенью специфичности ферментации (например, при использовании сычужного фермента) обладают также пониженной пенообразующей способностью (в среднем на 10,7%).
Все вышеизложенное позволило доказать возможность использования ферментации молока для улучшения свойств пенообразных масс, а также сформулировать требования к ферментным препаратам, которые возможно использовать для управления пенообразующими свойствами молочных продуктов.
Анализируя процессы разрушения ГДС, можно отметить, что наименьшая устойчивость пенного столба отмечена у образцов, полученных при использовании пепсина и курино-говяжьего фермента. Этот показатель снизился, по сравнению с контролем, в 2,1 и 1,6 раза, соответственно.
По нашему мнению, это связано с уменьшением вязкости молока в этот период времени (через 1 час после внесения ферментного препарата) (табл. 7.7), что обусловлено дезагрегацией мицелл казеина под действием фермента в начальный период ферментации.
Эффективность технологий выработки продукции
Заключительным этапом исследований является оценка эффективности выработки. Структура себестоимости продукта приведена в таблице 3.7.1.
В целом можно констатировать, что данная группа продукции является высокорентабельной (от 27 до 60%), эффективность от внедрения составляет от 19 до 120 тыс. руб. на тонну выработанной продукции.
Установлено, что организация технологического цикла производства продуктов возможна практически на любом молочном предприятии, имеющем резерв обезжиренного молока и возможность установить роторно-пульсационную установку.
