Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор литературы 9
1.1 Значение функциональных продуктов 9
1.2. Использование пробиотической микрофлоры в производстве функциональных продуктов 11
1.2.1. Роль пробиотиков в регуляции кишечной микрофлоры 11
1.2.2. Кисломолочные продукты с пробиотическими свойствами 16
1.3. Использование немолочных жиров в производстве функциональных продуктов 19
1.4. Восстановленные и рекомбинированные ферментированные напитки 21
1.4.1. Особенности технологии 22
1.4.2. Восстановление сухих молочных продуктов и факторы, влияющие на этот процесс 25
1.5. СОМ как сырье для производства восстановленных и рекомбинированных ферментированных продуктов 29
1.5.1. Требования к качеству СОМ 30
1.5.2. Сравнительная оценка способов производства СОМ 34
1.6. Заключение по обзору 38
Глава 2. Организация работы, объекты и методы исследований 41
2.1. Организация работы 41
2.2. Объекты исследований 41
2.3. Методы физико-химических исследований 42
2.4. Методы микробиологических исследований 47
2.5. Математические методы 48
Глава 3. Влияние содержания неденатурированных сывороточных белков в сом на качество кисломолочных и сквашенных продуктов, вырабатываемых с его использованием 49
3.1. Влияние содержания неденатурированных сывороточных белков в СОМ на структурно-механические свойства жидких восстановленных кисломолочных продуктов 49
3.2. Влияние содержания неденатурированных сывороточных белков в СОМ на качество йогуртов и йогуртных продуктов 65
3.3. Влияние содержания неденатурированных сывороточных белков в СОМ на стойкость эмульсии немолочных жиров при производстве молокосодержащих продуктов 71
Глава 4. Разработка технологических режимов производства сом с высоким содержанием неденатурированных сывороточных белков 77
4.1. Технологические схемы производства СОМ 78
4.2. Влияние качества молочного сырья на формирование показателя «индекс азота неденатурированных сывороточных белков» в СОМ 81
4.3. Влияние технологических факторов на формирование показателя «индекс азота неденатурированных сывороточных белков» в СОМ 85
4.4. Математическая модель формирования показателя «индекс азота неденатурированных сывороточных белков» в СОМ 94
4.5. Производственные выработки СОМ 102
4.6. Изменение показателей СОМ в процессе хранения 105
Глава 5. Разработка технологии жидких ферментированных продуктов с использованием СОМ .108
5.1 .Подбор культур и определение состава закваски для продуктов 108
5.1.1 Изучение активности развития пропионовокислых бактерий в обезжиренном молоке 108
5.1.2 Изучение совместного развития пропионовокислых бактерий с молочнокислыми бактериями 112
5.1.3 Влияние микрофлоры закваски на структурно-механические свойства кислотного сгустка 117
5.2 Выбор состава молочной и молокосодержащей основы для продукта 120
5.2.1 Влияние массовой доли сухих веществ в молочной основе на свойства продукта 120
5.2.2 Влияние массовой доли заменителя молочного жира в молокосодержащей основе на свойства продукта 125
5.3 Влияние технологических факторов на реологические свойства сгустка и консистенцию продукта 131
5.4. Технологические режимы производства напитков 134
5.5. Исследование свойств продуктов 137
Выводы 144
Список использованных источников 146
Приложения 160
- Использование пробиотической микрофлоры в производстве функциональных продуктов
- Методы физико-химических исследований
- Влияние содержания неденатурированных сывороточных белков в СОМ на качество йогуртов и йогуртных продуктов
- Влияние качества молочного сырья на формирование показателя «индекс азота неденатурированных сывороточных белков» в СОМ
Введение к работе
Актуальность работы. В последнее время увеличивается объем производства молочных и молокосодержащих продуктов, предусматривающих широкое использование сухого обезжиренного молока (СОМ), что обусловлено сезонностью получения молока-сырья в сельском хозяйстве, уменьшением объемов его производства и снижением качества натурального молока в ряде регионов РФ. Обогащение молочных и молокосодержащих продуктов, вырабатываемых на основе восстановленного обезжиренного молока, про-биотической микрофлорой позволит расширить ассортимент продуктов функционального назначения, направленных на укрепление иммунной активности организма человека и снижающих риск воздействия вредных факторов окружающей среды.
В связи с этим возрастают требования к качеству СОМ, в значительной мере определяющего формирование органолептических, физико-химических и микробиологических показателей готовых продуктов из восстановленного молока.
Значительный вклад в научное развитие производства молочных и молокосодержащих продуктов с функциональными свойствами, использованием сухого молочного сырья внесли работы Липатова Н.Н., Харитонова В.Д., Остроумова Л.А., Гавриловой Н.Б, Голубевой Л.В., Тихомировой Н.А., Забо-даловой Л.А., Семенихиной В.Ф., Зобковой З.С., Хамагаевой И.С, Ганиной В.И. и др.
Одним из важных показателей качества СОМ является индекс азота неденатурированных сывороточных белков (индекс WPNI), характеризующий суммарное температурно-временное воздействие на обезжиренное молоко в течение технологического процесса и выражающий количественное содержание неденатурированных сывороточных белков в СОМ. Однако, вопросы, связанные с влиянием состава и состояния белковой фазы молока, прежде всего, сывороточных белков, в СОМ на формирование структуры и консистенции кисломолочных и сквашенных продуктов, вырабатьшаемых на основе восстановленного молока, изучены недостаточно.
В связи с этим актуальны научные исследования, направленные на изучение факторов, влияющих на содержание неденатурированных сывороточных белков в СОМ, и совершенствование технологии его производства, позволяющие повысить качество кисломолочных и сквашенных продуктов, производимых с использованием СОМ, а также разработкой их новых видов с функциональными свойствами.
Работа выполнялась в 2006-2010 гг. в ФГОУ ВПО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина» в соответствии с планом НИР по теме «Совершенствование традиционных и создание новых технологий молочных продуктов с высокой пищевой и биологической ценностью на основе повышения качества, рационального использования молочного сырья и современных методов его обработки (№ государственной регистрации 0120.0802655).
Цель работы и задачи исследований. Целью настоящей работы является разработка обогащенных кисломолочных и сквашенных напитков, вырабатываемых на основе восстановленного обезжиренного молока и характеризующихся улучшенными структурно-механическими свойствами, стабильной консистенцией.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
изучить влияние содержания неденатурированных сывороточных белков в СОМ на формирование структуры и консистенции кисломолочных и сквашенных напитков, вырабатываемых на основе восстановленного обезжиренного молока;
исследовать влияние качества молочного сырья и технологических факторов на содержание неденатурированных сывороточных белков в СОМ и разработать математическую модель формирования показателя «индекс азота неденатурированных сывороточных белков» в процессе производства СОМ;
установить технологические параметры производства СОМ, обеспечивающие высокое содержание неденатурированных сывороточных белков в СОМ, и провести промышленную апробацию усовершенствованной технологии;
разработать технологию обогащенных кисломолочных и сквашенных напитков на основе восстановленного обезжиренного молока.
Научная новизна работы. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования СОМ с высоким содержанием неденатурированных сывороточных белков, характеризуемым индексом WPNI, в составе рецептур кисломолочных и сквашенных напитков, вырабатываемых на основе восстановленного обезжиренного молока.
Установлено, что использование СОМ с высоким содержанием неденатурированных сывороточных белков позволяет улучшить структурно-механические свойства кислотных сгустков из восстановленного обезжиренного молока, повысить стабильность эмульсии растительных жиров. Выявлены закономерности изменения реологических и влагоудерживающих свойств кислотных сгустков, получаемых с применением восстановленного обезжиренного молока, в зависимости от показателя WPNI в СОМ.
Исследовано влияние качества молочного сырья и технологических факторов на содержание неденатурированных сывороточных белков в СОМ и получена математическая модель, адекватно аппроксимирующая значение индекса WPNI в СОМ в процессе его производства. Научно обоснован срок годности СОМ в течение 12 месяцев при температуре не выше 10С и относительной влажности не более 85%.
Установлены закономерности совместного развития пропионовокис-лых и молочнокислых бактерий в молоке и определен состав поликомпонентной закваски для кисломолочных и сквашенных напитков с пробиотиче-скими свойствами, вырабатываемых на основе восстановленного обезжиренного молока.
Основные положения, выносимые на защиту:
исследование влияния содержания неденатурированных сывороточных белков в СОМ на формирование структуры и консистенции кисломолочных и сквашенных напитков на основе восстановленного обезжиренного молока;
технологические режимы производства СОМ с высоким содержанием неденатурированных сывороточных белков;
технология обогащенных кисломолочных и сквашенных напитков на основе восстановленного обезжиренного молока.
Практическая значимость работы. На основании результатов проведенных исследований разработаны технологические параметры производства СОМ с высоким содержанием неденатурированных сывороточных белков, обеспечивающие повышение качества кисломолочных и сквашенных напитков, вырабатываемых на основе восстановленного обезжиренного молока. Проведена промышленная апробация усовершенствованной технологии СОМ в условиях ФГУП УОМЗ ВГМХА имени Н.В. Верещагина.
Разработана технология обогащенных кисломолочных и сквашенных-напитков на основе СОМ с высоким содержанием неденатурированных сывороточных белков. Новизна технических решений подтверждена патентом РФ № 2332019 «Способ производства кисломолочного продукта».
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и представлены на научно-технических конференциях ВГМХА (Вологда, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009), международных научно-практических конференциях «Современные аспекты молочного дела в России» (Вологда, 2007), «Биотехнология. Вода и пищевые продукты» (Москва, 2008).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ, и патент РФ № 2332019 «Способ производства кисломолочного продукта».
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора литературы, экспериментальной части (5 глав), выводов, списка литературы (137 наименований), приложений. Основное содержание работы изложено на 190 страницах машинописного текста, включает 23 таблицы, 35 рисунков и 7 приложений.
Использование пробиотической микрофлоры в производстве функциональных продуктов
Пробиотики - это вещества микробного или немикробного происхождения, которые оказывают при естественном способе введения благоприятные эффекты на физиологические и биохимические функции организма хозяина посредством оптимизации его микроэкологического статуса [4, 23, 91].
В настоящее время разработан широкий ряд пробиотических препаратов и продуктов [14, 23, 86, 91, 102, 103]. Пробиотические препараты широко используются в медицине для коррекции микроэкологических нарушений при острых и хронических заболеваниях и дисфункциях желудочно-кишечного тракта, при нарушениях обмена, после антибактериальной, гормональной и лучевой терапии, для стимуляции иммунной системы и профилактики многих заболеваний [4, 11, 23, 136].
Механизм лечебно-профилактического действия пробиотиков не однозначен. Основной эффект, который они оказывают на гомеостаз человека, связан с нормализацией кишечного биоценоза, защитой от инфицирования патогенными и условно-патогенными микроорганизмами, влиянием на иммунный статус [4, 11, 23]. Исследования последних лет показали, что защитное действие пробиотических препаратов имеет многофакторный характер. В его основе лежит прямое действие нормальной микрофлоры на патогенные и условно-патогенные микроорганизмы. в результате выделения биологически активных веществ, а также опосредованное - путем активации специфических и неспецифических систем защиты макроорганизма. При этом лечебно-профилактический эффект усиливается за счет активного синтеза клетками пробиотиков ферментов, аминокислот, антибиотических веществ и других физиологически активных субстратов [4, 23, 51, 136].
Нормальный биоценоз желудочно-кишечного тракта - это сложная ассоциация микроорганизмов, которые находятся между собой в разнообразных взаимоотношениях (нейтрализма, конкуренции, синергизма, комменсализма, паразитизма и др.) и образуют с организмом человека единую сбалансированную экологическую систему [4, 23, 136] .
Известно, что нормальная микрофлора кишечника человека представлена разнообразными видами, общее количество клеток которых превышает 10-10" в 1 г содержимого кишечника [4, 23, 136]. Нормальная микрофлора кишечника здоровых людей подразделяется на характерную (облигатную, индигенную, резидентную) и случайную (факультативную, транзиторную). Установлено, что количество постоянно обнаруживаемых видов относительно невелико, однако, по численности они преобладают над случайными видами.
К нормальной микрофлоре относятся: бифидобактерии, молочнокислые, пропионовокислые бактерии, кишечные палочки, энтерококки, бактероиды и другие микроорганизмы. Нормальная микрофлора играет важную роль в формировании и функционировании различных органов и систем. Она повышает общую неспецифическую резистентность организма человека, принимает участие в метаболизме углеводов, белков, липидов, нуклеиновых кислот и других соединений, продуцирует биологически активные вещества, обеспечивает колонизационную резистентность пищеварительного тракта [4, 8, 11, 21, 23, 56, 137].
Установлено, что одной из основных функций нормальной микрофлоры является колонизационная резистентность пищеварительного тракта, под которой понимают совокупность взаимоосвязанных физиологических, микробиологических и иммунологических факторов организма, препятствующих колонизации организма человека патогенами. Поддержание колонизационной резистентности нормальной микрофлорой, прежде всего, связано с синтезом антибиотических веществ, а также подавлением адгезии условно-патогенных и патогенных бактерий [30,51, 136].
Индигенная микрофлора, колонизируя поверхность клеток слизистой, обитает в толще слоя муцина, покрывающего эпителий и образующего в комплексе с бактериями специфическую биопленку, которая защищает энтероциты от действия чужеродных агентов и повышает устойчивость представителей нормальной микрофлоры к воздействию неблагоприятных факторов по сравнению с бактериями, находящимися в просвете кишечника.
Антагонистическая активность представителей нормальной микрофлоры в отношении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов связана с целым рядом ингибиторных механизмов, обусловленных высокой скоростью размножения и широким набором ферментов, продуцированием различных бактерицидных и бактериостатических веществ и др. Представители нормальной микрофлоры (бифидобактерии, молочнокислые и пропионовокислые бактерии) образуют органические кислоты, активно подавляющие рост патогенных микроорганизмов. Они также способны синтезировать бактериоцины («бифидин», «бифилонг» - бифидобактрии, «лактобревин», «лактоцин», «лактоцидин» - лактобактерии и др.), подавляющие размножение многих патогенных и условно-патогенных бактерий (клостридий, сальмонелл, листерий, шигелл, клебсиелл и др.) [4, 23, 51, 124, 125, 133, 136].
Важной функций нормальной микрофлоры, обеспечивающей колонизационную резистентность организма человека, является адгезивная активность к рецепторам слизистой оболочки кишечника. Адгезированные бактерии нормальной микрофлоры блокируют рецепторы эукариотических клеток, делая их недоступными для связывания с патогенными бактериями, и препятствует их проникновению в слизистую оболочку [30, 51, 59].
Методы физико-химических исследований
Физико-химические показатели СОМ определяли в соответствии с ГОСТ Р 52791-2007. Содержание неденатурированных сывороточных белков в СОМ, характеризуемое индексом WPNI, осуществляли методом спектрофотометрии по следующей методике. 2 г СОМ восстанавливали в 20 см дистиллированной воды, добавляли 8 г сухой соли NaCl и, закрыв пробкой, помещали в водяную баню при 37 С на 30 мин. В течение первых 15 мин. инкубации необходимо встряхнуть пробирку для обеспечения полноты насыщения раствора NaCl и полного осаждения казеина. Затем, без охлаждения, смесь встряхивали и фильтровали через фильтровальную бумагу. Если первые порции фильтрата оказываются мутными, его фильтруют повторно через тот же фильтр. Для дальнейшего анализа отбирают не менее 5 см фильтрата, не содержащего казеин. Далее пипеткой помещали 1 см фильтрата в кювету, разбавляли 10 см насыщенного раствора NaCl и, закрыв резиновой пробкой, перемешивали, медленно переворачивая. К раствору добавляли 2 капли раствора НС1 (10 г НС1 в 100 см3 дистиллированной воды), вызывая помутнение в результате коагуляции сывороточных белков, и дважды перемешивали, избегая образования пены.
Фотометр Uvi Light XS5 настраивали на 100 % светопропускания при помощи бесказеинового фильтрата. Через 5-10 мин. после добавления кислоты, измеряли светопропускание на длине волны 420 нм. Выполняли два параллельных измерения, сходимость которых должна быть не менее 2 %. Среднее значение светопропускания между параллельными измерениями используют для получения значения индекса WPNI по калибровочной кривой (рис. 2.2).
Активность воды в СОМ определяли с использованием акваметра FAST/1. Для этого специальный тигель из нержавеющей стали, заполненный СОМ не менее чем на три четверти, помещали в герметичную измерительную камеру. Метод определения активности воды основан на измерении с помощью высокоточных инфракрасных термометров двух температур: температуры сухого молока и температуры точки росы его водяного пара. Точка росы определяется нагревом и охлаждением термопары, связанной с золотым «зеркалом», которое снабжено оптическим датчиком, фиксирующим начало конденсации водяного пара. В изохорных условиях герметичной камеры данные температуры прямо пропорциональны парциальному давлению воды в сухом молоке и давлению насыщенного пара над его поверхностью. Показатель «активность воды» вычисляли как отношение: где aw - активность воды; Рп — парциальное давление водяного пара продукта, Па; Р0 — парциальное давление чистого водяного пара при той же температуре, Па.
Значение активности воды с точностью ±0,003 отображается на жидкокристаллическом экране.
Восстановление СОМ осуществляли согласно ГОСТ Р 52090-2003 и ГОСТ Р 52090-001. СОМ восстанавливали до массовой доли сухих веществ, соответствующей содержанию СОМО в натуральном обезжиренном молоке где Св — требуемая МД сухих веществ в восстановленном обезжиренном молоке, %; Мв - масса воды для растворения, кг; К - коэффициент, учитывающий содержание в СОМ влаги: где В - влага в СОМ, %.
СОМ тщательно перемешивали в необходимом количестве питьевой воды по ГОСТ Р 51232-98, подогретой до температуры (45±2)С, до получения гомогенной жидкости без комочков, охлаждали до температуры (6±2)С и выдерживали в течение (4±0,5) часов.
Эмульгирующую способность СОМ и стабильность молочно-жировой эмульсии оценивали с использованием метода центрифугирования. Для определения эмульгирующей способности 50 см восстановленного СОМ (натурального обезжиренного молока) гомогенизировали с 50 см растительного масла или жира, предварительно растопленного на водяной бане. Затем смесь центрифугировали при 3000 об/мин и определяли объем отделившегося слоя. Результат выражали в процентах отношения объема получившейся эмульсии к общему объему смеси.
При определении стабильности эмульсии ее перед центрифугированием выдерживали в течение (30±2) мин. при температуре (80±2)С на водяной бане. Перед снятием показаний смесь охлаждали до комнатной температуры в течение 15 минут. Стабильность эмульсии выражали в процентах отношения объема эмульсии к общему объему смеси. Абсорбцию масла выражали в г (см ) масла (жира), которое эмульгируется 100 мг субстрата (СОМ).
Структурно-механические показатели кислотных сгустков определяли методом ротационной визкозиметрии на приборе «Реотест 2.1» [1,41, 85].
Сдвигающее напряжение (г), эффективную вязкость (г)), потери вязкости (ГЦ), коэффициент механической стабильности (КМС), восстановление структуры (Вл) рассчитывали по формулам
Влияние содержания неденатурированных сывороточных белков в СОМ на качество йогуртов и йогуртных продуктов
В настоящее время промышленность вырабатывает широкий ассортимент йогуртов и продуктов на их основе с использованием разнообразных наполнителей (фруктовых, плодово-ягодных, белковых и др.). Технология этих продуктов для формирования требуемой структуры и консистенции предусматривает повышение сухих обезжиренных веществ молока в продукте (в среднем до 10-12 %). Для повышения сухого обезжиренного молочного остатка традиционно применяется СОМ [41, 54, 95].
Поскольку, как показали результаты исследований, представленные в п. 3.1, содержание неденатурированных сывороточных белков в СОМ оказывает влияние на структурно-механические свойства кислотных сгустков, полученных на его основе, было изучено влияние этого фактора на реологические свойства йогурта.
С этой целью нормализацию молочной смеси по массовой доле сухих обезжиренных веществ молока осуществляли СОМ, имеющим различное значение индекса WPNI (высокое - 6,2 мг/г и низкое - 3,7 мг/г, соответственно). Продукты вырабатывали по технологии йогурта (СОМ вносили из расчета 38 кг/т), в качестве заквасочной микрофлоры использовали традиционную йогуртную закваску, содержащую термофильные молочнокислые стрептококки и болгарскую палочку. Сквашивание осуществляли при температурах (41±1) С, оптимальной для развития заквасочной микрофлоры, до образования достаточно прочного сгустка с кислотностью (84±2) Т.
Зависимости эффективной вязкости и предельного напряжения сдвига от скорости сдвига в процессе разрушения структуры йогурта показано на рис. 3.9. На графиках видно, что внутреннее сопротивление структуры сгустков прилагаемому механическому воздействию выше, а падение вязкости - ниже у образцов, в которых для нормализации использовалось СОМ с высоким содержанием сывороточных белков.
Уравнения регрессии, адекватно описывающие эти зависимости имеют вид: для эффективной вязкости ;=0,0003x2-056742x+407,96, R,2=0,8582 (WPNI=6,2 мг/г); 2=0,0003x2-0,6654x+363,16,R22=0,8225 (WPNI=3,7 мг/г), где у і у 2 - эффективная вязкость, Па с, х — скорость сдвига, с"1; для предельного напряжения сдвига /=160,52Ln(x)-350,23, R,2=0,959 (WPNI=6,2 мг/г); j/2=130,03Ln(jcJ-280,81, R22=0,9586 (WPNI=3,7 мг/г),
Сравнение реологических показателей опытных образцов показало, что сгустки, образуемые сквашиванием нормализованной смеси с добавлением СОМ с более высоким значением индекса WPNI (6,2 мг/г), обладают меньшей потерей вязкости и лучшей восстанавливаемостью структуры при разрушении в ходе механического воздействия по сравнению с вариантами, получаемыми при использовании СОМ с более низким индексом WPNI (3,7 мг/г). Достоверность различий реологических характеристик кислотных сгустков в зависимости от содержание неденатурированных сывороточных белков в СОМ, применяемом для нормализации, подтверждает расчет критерия Стьюдента, который для разницы данных двух групп средних величин составил 2,13 ( 2,1). Это говорит о том, что с достоверностью 0,90 при использовании СОМ с содержанием неденатурированного сывороточного белка 6,2 мг/г (вместо 3,7 мг/г), потеря вязкости сгустком при механическом воздействии будет на 5,76 % меньше, а степень восстанавливаемости структуры на 4,82 % больше.
Исследование синеретических свойств опытных сгустков показало, что содержание сывороточных белков в СОМ, добавляемом для нормализации (3,8 %), не оказывает влияния на их влагоудерживающую способность — отделения сыворотки во всех опытах практически не было, что, вероятно, обусловлено использованием вязких штаммов термофильных молочнокислых стрептококков в составе закваски, существенно повышающих влагоудерживающую способность геля.
Анализ результатов изучения реологических свойств кислотных сгустков в процессе хранения в течение 8 суток (рис. 3.10) свидетельствует о большей стабильности структурно-механических свойств йогурта при использовании СОМ с высоким содержанием неденатурированных сывороточных белков.
Таким образом, при производстве йогуртов и йогуртных продуктов, особенно вырабатываемых резервуарным способом, использование для нормализации СОМ с более высоким значением индекса WPNI позволит улучшить их структурно-механические свойства.
Влияние качества молочного сырья на формирование показателя «индекс азота неденатурированных сывороточных белков» в СОМ
Для исследования влияния качества молочного сырья на содержание неденатурированных сывороточных белков в СОМ его вырабатывали согласно технологической схеме, приведенной в Приложении 1, табл.2. Обезжиренное молоко получали путем сепарирования цельного молока, отвечающего требованиям стандарта на молоко-сырье (ГОСТ Р 52054-2003) не ниже 2 сорта. Как известно, важными показателями качества молока, влияющими на изменение белковой фазы в процессе тепловой обработки, являются кислотность и термоустойчивость молока, содержание общего белка в молоке, бактериальная обсемененность [24, 28, 29]. Интервал варьирования титруемой кислотности обезжиренного молока составлял 16-18 Т, что соответствует значению активной кислотности 6,76 - 6,63 ед. рН, термоустойчивости — в пределах I - III группы. Бактериальная обсемененность обезжиренного молока, определяемая по показателю КМАФАнМ, не превышала 5 10 КОЕ/г. Следует отметить, что приведенные показатели обезжиренного молока соответствовали таковым для цельного молока. Пастеризацию обезжиренного молока проводили при температуре (87±2) С без выдержки. Данный режим пастеризации наиболее часто применяется при производстве СОМ, в том числе на ФГУП «Учебно-опытный молочный завод» имени Н.В. Верещагина.
Образцы СОМ для исследований отбирались во время установившегося процесса сушки. В изучаемых образцах определяли индекс азота неденатурированных сывороточных белков по методике, приведенной в гл. 2, а также основные показатели качества в соответствии с ГОСТ Р 52791-2007, СанПиН 2.3.2.1078-01 п. 1.2.4.2 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов», № 88-ФЗ Технический регламент на молоко и молочные продукты [99].
Результаты этих исследований показали, что все исследуемые образцы СОМ по физико-химическим и микробиологическим характеристикам удовлетворяли действующим требованиям.
Изменение содержания неденатурированных сывороточных белков в СОМ в зависимости от титруемой и активной кислотности, термоустойчивости обезжиренного молока показано на рис. 4.1.
Как видно из представленных данных, содержание неденатурированных сывороточных белков в СОМ уменьшается при увеличении титруемой кислотности и снижении рН, а также уменьшении термоустойчивости обезжиренного молока. Максимальное значение индекса WPNI в СОМ - 6,2 и более мг/г, достигается при использовании обезжиренного молока, имеющего титруемую кислотность 16 Т, что соответствует 6,75 ед. рН, и первую группу термоустойчивости. Увеличение титруемой кислотности до 18 Т (рН=6,63) приводит к уменьшению индекса WPNI в СОМ на (0,40±0,11)-(0,64±0,10) мг/г в зависимости от термоустойчивости обезжиренного молока. При этом с увеличением кислотности обезжиренного молока влияние термоустойчивости на содержание неденатурированных сывороточных белков в СОМ усиливается. Таким образом, полученные результаты подтвердили, что термоустойчивость обезжиренного молока тесно связана с кислотностью и является важным параметром его пригодности к высокотемпературной обработке. Известно, что термоустойчивость определяется способностью казеина оставаться в коллоидной суспензии, а сывороточных белков в растворе. Увеличение титруемой кислотности, сопровождающееся накоплением в среде катионов водорода, приводит к уменьшению заряда белковых частиц, степени гидратации и, соответственно, коллоидной устойчивости белков обезжиренного молока, что снижает термоустойчивость [24, 101]. В связи с этим, в процессе тепловой обработки часть сывороточных белков дестабилизируется. Переход дестабилизированных сывороточных белков из растворимого состояния в нерастворимое сопровождается осаждением их на мицеллах казеинаткальцийфосфатного комплекса. При снижении термоустойчивости и повышении кислотности этот процесс протекает с большей интенсивностью. Содержание неденатурированных сывороточных белков в СОМ соответственно снижается. где у\...9 - индекс WPNI, мг/г; xj — титруемая кислотность обезжиренного молока, Т; х2 - активная кислотность обезжиренного молока, ед. рН; х3 - термоустойчивость обезжиренного молока, группа.
Исследовано влияние массовой доли белка в обезжиренном молоке, направляемом на высушивание, на содержание неденатурированных сывороточных белков в СОМ. Известно, что содержание белков в молоке, в том числе сывороточных, может в определенной степени варьироваться. Среди основных факторов, влияющих на содержание белка в молоке, отмечают следующие: порода крупного рогатого скота, генетические факторы, тип кормления, возраст коров и стадия лактации, условия содержания, технология доения, здоровье животных [5, 24, 29].
В табл. 4.1 представлены данные, относящиеся к обезжиренному молоку, полученному из сборного цельного молока, поступающего на ФГУП УОМЗ им. Н.В. Верещагина в различные периоды (осеннее-зимний и весеннее-летний) 2007-2008 г.г. Зависимости между массовой долей белка в обезжиренном молоке и индексом азота неденатурированных сывороточных белков в СОМ выявлено не было, что подтверждается низким значением коэффициента корреляции (г=0,0072).
