Физико-химические свойства и технологическая оценка качества известкового молока в сахарной промышленности Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

ІКС і-ГС1ГТ-Li vlt-

ІЖ*‘

rr.CC.V

ЛИЧс-

UHftL'Jll

шагъ-

ИЕЭСП

С

Г-дШИ-i'-iJUJi-ЧГС ОТ

■LI

VLJH.-л

К.л-Т 1 :FW-k:i ШЫЫЛ. (64F.TC-tf'Hn и

WCh.H.4.

HJ.ijJO-

jOfC ГО MU**i L!

ГПЬТ.І-

•o :::h-

p4it

pQJLLH

л'ІШьі'1' ■

ZWI

ІГ!!!

гояііг m vh-

НЦШ-ro лг;п

2' Wli-r.J.JtJI

вании, происходит гвдролиз белков с образованием более низкомолекулярных фракций.

выводы

1. Электроактивированная изомеризованная под-сырная сыворотка оказывает стимулирующее действие на рост бифидобактерий.

2. Перспективно применение электроактивацион-ной обработки подсырной сыворотки для проведения изомеризации лактозы в лакгулозу.

3. Обогащен нм лактулозой электроактивированная иодсырная сыворотка может быть использована в качестве основы питательной среды для производства би-фиду мбактерина.

4.-Полученный продукт может найти применение в производстве пищевых изделий лечебно-профилакти-ческого назначения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Научно-технические основы электрофизических методов обработки молочного белково-углеводного сырья: Учеб. пособие/ А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов, С.А. Рябцева и др. - Ставрополь: Северо-Кавказский гос. техн. у-т, 1999. - 61 с.

2. Рябцева С.А. Физико-химические основы технологии лакту-лозы. - Ставрополь: Северо-Кавказский гос. техн. ун-т, 2001. - 138 с.

3. Рябцева С.А, Классификация катализаторов реакции изомеризации лактозы в лактулозу и их влияние на энергию активации // Сыроделие. - 2000. - № 4. - С. 31-32.

4. Суржикова О.Б. Разработка безреагентной технологии лак-тулозы на основе элекгроактивации лактозосодержашего сырья: Дис. ... канд. техн. наук. - Ставрополь, 1999. - 147 с.

Кафедра прикладной биотехнологии

Поступила 06.03.03 г.

666.924.002.612:664.1.037

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КА ЧЕСТВА ИЗВЕСТКОВОГО МОЛОКА В САХАРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ,

И.С. НАУМЧЕНКО, В .А. ЛОСЕВА, А.А. ЕФРЕМОВ,

М.С. ВА1ЦЕКИН

Воронежская государственная технологическая академия

Известковое молоко ~ основной реагент очистки соков сахарного производства - представляет собой водную суспензию кристаллов гидроксида кальция в его насыщенном растворе [1]. Известно, что многие физико-химические свойства известкового молока, например, степень дисперсности, содержание растворенной извести, вязкость, оказывают значительное влияние на процессы очистки и качество очищенных соков [2-5].

Цель работы - анализ наиболее важных для сахарного производства физико-химических свойств известкового молока: растворимости гидроксида кальция, ак-

тивнисти и степени дисперсности; описаны также методы их определения.

Будучи двухкислотным основанием, гидроксид кальция диссоциирует в растворе в две ступени:

Са(ОН)2^СаОН+ + ОН“,

СаОН+^Са2+ + ОН”.

Считается, что Са(ОН)2 полностью диссоциирует по первой ступени (т. е. в растворе нет молекул Са(ОН)2) и частично - по второй. Чем полнее гидроксид кальция продиссопиировал по второй ступени, тем больше его растворимость.

Известно, что ион Са2+ является не только основным осаждающим реагентом на предварительной дефекации, но и потенциалобразующим ионом частиц

Рис. 3

ные формы. Форма колоний бифидобактерий, наблюдаемая на среде ГМК-1, приведена на рис. 3 (О - опытная среда 1; К-контрольная среда; 9,10,11,12 -номер разведения).

Стимулирующее действие электроактивированной изомеризованной сыворотки на бифидобактерии in vitro, вероятно, связанно с образованием низкомолекулярных фракций белков на различных стадиях эксперимента. Для подтверждения этого предположения был исследован состав белков сыворотки на различных этапах обработки методом электрофореза. Электрофорез проводили в течение 15 мин на агарозном геле при напряжении 100 В с помощью автоматизированной компьютерной системы для фракционирования белков крови Beckman appraise.

Как показывают результаты исследования, в процессе электроакгивании, особенно при термостатиро-

карбоната кальция, на которых происходит адсорбция несахаров на I сатурации. Поэтому чем больше растворимость Са(ОП);, тем известковое молоко качественнее.

Установлено, что вводя определенные добавки в воду для гашения извести или в готовое известковое молоко можно увеличивать растворимость гидроксида кальция и повышать качество известкового молока [6-12]. Лучшие результаты достигнуты при использовании активирующих добавок NaCi, НС1, NH4C1, мелассы, аффинационного оттека сахара-сырца, растительных фосфолипидов, а также при гашении извести электрохимически активированными (ЭХА) растворами.

Исследовано влияние гашения СаО ЭХА водным раствором NaCl на растворимость гидроксида кальция и активность извести известкового молока (табл. 1). В табл. 1 приняты следующие обозначения: тЭх\ и т -растворимость Са(ОН)2 при гашении СаО ЭХА раствором и раствором NaCl, доведенным до нужного pH кислотой или щелочью; АЭха и А - активность извести известкового молока при гашении СаО ЭХА раствором и раствором NaCl, доведенным до нужного pH кислотой или щелочью.

Таблица 1

pH раствора, используемого для гашения извести тэхл, моль/кг н2о та, моль/кг Н20 Аэха, % А, %

3,0 0,1060 0,0689 84,15 83,45

4,0 ОД 063 0,0620 84,06 83,40

5,0 0,0996 0,0535 84,10 83,51

6,0 0,0891 0,0423 84,78 84,00

7,0 0,0786 0,0327 85,38 84,60

8,0 . 0,0702 0,0268 86,11 85,00

9,0 0,0646 0,0216 87,10 86,06

10,0 0,0645 0,0216 87,60 86,60

11,0 0.0680 0,0235 88,80 87,00

Как видно из экспериментальных данных, pH раствора существенно влияет на растворимость Са(ОН)2. С увеличением pH от 3 до 11 растворимость гидроксида кальция в ЭХА растворе уменьшается в 1,6 раза, а в растворе №С1 - в 2,9 раза. Причем в ЭХА растворе растворимость в 1,5-3 раза больше, чем в растворе ИаС1.

При использовании ЭХА раствора хлорида натрия для гашения извести увеличивается и активность извести известкового молока на 0,6-1,8%. Это связано с тем, что ЭХА водные растворы способствуют лучшему растворению Са(ОН)2 и более полной его диссоциации.

Таким образом, установлено, что с увеличением pH растворимость Са(ОН)2 уменьшается, а активность извести известкового молока увеличивается. Для сахарной промышленности важно при высокой растворимости гидроксида кальция сохранить и достаточно высокую активность извести известкового молока. Поэтому для активации предложено использовать анолит с pH 5-7 [12].

Известковая суспензия, активированная хлоридом натрия, характеризуется повышенной дисперсностью [13]. Для определения степени дисперсности целесообразно использовать метод прямого измерения размеров кристаллов, например микроскопический. Ситовой метод [14] позволяет определить только содержание достаточно грубых фракций суспензии. Се-диментационный метод для известкового молока также не очень подходит, поскольку осаждение известкового молока идет достаточно долго и в процессе седиментации размер частиц может меняться за счет агрегации. Кроме того, на скорость осаждения влияют заряд частиц, толщина гидратной оболочки и другие коллоидные свойства, не учитываемые в седиментадион-ном определении степени дисперсности суспензий.

Между растворимостью, активностью, степенью дисперсности и реакционной способностью известкового молока существует прямая связь. Применение активированного ЭХА раствором ШС1 известкового молока для очистки диффузионного сока улучшает технологические показатели очищенного сока по сравнению с использованием известкового молока, приготовленного традиционным способом: чистота сока II сатурации увеличивается на 1,6-1,9 ед., а его цветность уменьшается на 0,03-0,05 /5/100% СВ [4].

Предложено активировать известковое молоко путем гашения извести раствором аффинационного оттека сахара-сырца (расход аффинационного оттека составляет 0,07-0,7% к массе извести) [10]. Разработанный способ может быть использован на сахарных заводах, перерабатывающих сахар-сырец и применяющих его аффинацию. Однако в настоящее время заводы России не применяют аффинацию сырца, хотя использование аффинационного оттека для активации известкового молока эффективно. Поэтому его можно заменить мелассой.

Влияние мелассы и аффинационного оттека как активирующих добавок при гашении извести обусловлено присутствием в них сахарозы, моносахаридов и неорганических электролитов. Действуя совместно, они не только увеличивают растворимость гидроксида кальция за счет изменения коэффициентов активности ионов раствора, но и повышают степень дисперсности твердой фазы известковой суспензии. Поэтому известковое молоко, модифицированное мелассой или аффи-национным оттеком сахара-сырца, высокоактивно [15].

Исследовано влияние фосфолипидов подсолнечных (ФП) на растворимость Са(ОН)2 (рис. 1: °С: 1 -

40,2 - 50,3 - 60,4 - 70,5 - 80) и активность известкового молока при температуре гашения извести, °С: 1 - 90, 2-75,3-60,4-45,5-40 (рис. 2). Установлено, что добавки фосфолипидов увеличивают растворимость и активность извести, причем введение ФП более 0,02% почти не ведет к дальнейшему росту этих показателей. Следовательно, превышать эту концентрацию для ак-

тиваї того, бавкг вое Л лшш, ради смат] вое ь верю диф4 лриг!

Типо:

Сдо£

0,(

0,(

0,<

О,і О,’

Г

ково

ЛИДС

чист

ноя

трав

}

дерз

мол

ства

сред

цен

onpf

ПЛЄІ

калі

Іфй

изві

СрДЖ.1 Кф-РЛ-с:н ДС-

lrjJvJLli.il

яссзягй. и»: ио-ж Се-

ч1

пс^т>и-

и:-д-1г-

и игле-

лиг: :!И-

гнгпк-

1!1ГН

риелью

,ч

:’г1|ГС ,-К-ЙП 'ЛО-

та.ии

'Т:у:и

са ура-пяъсп.

№ ну * 1.1 0Т1 с

со-

ЯШЯП-

1гс

шищнл

;и.

'ДИ.ЗС-кИ Ьтйгуйс--ыанлгь

к,: к чРс-

СДСЛИЕ-

12 А Н£-

Ю, 0.1 I г

:и;ииа ТТ:КГ 2-т г г КОТ:.-! Я ЮЭД!.';-

1а|||»<к-

ГЯГ.ТЕ1Г:-

<■£; I-Г | плш-

■ ,1 .и'. г"Г1.и-

Ьль к .кОЭЙ рс-.и;&. -.г- .-.»

0,000 0,010 0,020 0,030 0,040 % К массе извести

Рис. 1

тивации известкового молока нецелесообразно. Кроме того, активность не зависит от того, куда введена добавка ФП - в воду для гашения или в готовое известковое молоко. Поскольку имеются сведения, что фосфолипиды замедляют процесс гашения в 2-3 раза [16], то рациональный режим применения ФП должен предусматривать введение этой добавки в готовое известковое молоко [11]. В табл. 2 приведены результаты проверки эффективности разработанного способа очистки диффузионного сока с применением ФП в процессе приготовления известкового молока.

Таблица 2

Способ очистки А. % Показатели сока II сатурации

Ч, % Цв. 0/100% СВ

Типовой С добавкой ФП в известковое молоко, % к массе извести: 84.25 89,2 0,518

0,03 85,04 90,3 0,427

0,05 85,07 90,4 0,411

0,08 85,44 90,6 0,388

0,10 85,63 90,5 0,423

0,12 85,01 90,3 0,468

Применение активированного фосфатидами известкового молока для очистки диффузионного сока позволило сократить расход извести на 0,3-0,4%, увеличить чистоту (Ч) очищенного сока на 0,8-1,2 ед, а его цветность снизить на 0,03-0,055 0/100% СВ по сравнению с традиционной очисткой.

Данные о растворимости гидроксида кальция - содержании извести в дисперсионной среде известкового молока - использованы нами для определения его качества. С целью оперативного отделения дисперсионной среды известкового молока предложено применять центрифугу [17]. В отделенной дисперсионной среде определяют содержание растворенного кальция - ком-плексонометрическим или другим селективным на кальций методом анализа - и щелочность.

Таким образом, подтверждена целесообразность применения показателей растворимости и активности извести, а также степени дисперсности известкового

84: ££---------------------------------

0,000 0,010 0,020 0,030 С„, % к массс потссти

Рис. 2

молока для оценки его технологической ценности в сахарной промышленности. Предложено использовать параметры дисперсионной среды известкового молока как критерии его качества. Разработан и запатентован способ определения качества известкового молока, предусматривающий отделение дисперсионной среды от твердой фазы с помощью центрифуги. Рекомендованы для внедрения на сахарных заводах новые способы активации известкового молока.

ЛИТЕРАТУРА

1. Анюшкнн Е.С., Ефремов А.А., Лосева В.А. Толковый словарь русских терминов по технологии сахаристых веществ с эквивалентами на немецком, английском, испанском и французском языках / Воронеж, гос. технолог, акад. - Воронеж, 2002. - 354 с.

2. Лосева В.А., Наумченко И.С., Ефремов А.А. Влияние качества известкового молока на процессы очистки сахарсодержащих растворов // Материалы докл. науч.-практ. конф. «Экологически безопасные технологии производства сахара в России: настоящее и будущее» / РНИИСП. - Курск, 2001. - С. 68-70.

3. Лосева В.А., Наумченко И.С., Ефремов А.А. Известь: производство и применение в сахарной промышленности (монография) / Воронеж, гос. технолог, акад. - Воронеж, 2003. - 224 с.

4. Лосева В.А., Наумченко И.С., Ефремов А.А., Квшко И.В. Совершенствование технологии очистки соков сахарного производства за счет повышения реакционной способности известкового молока / Воронеж, гос. технолог, акад. - Воронеж, 2002. - 22 с. - Деп. в ВИНИТИ 23.05.2002. - № 913-В2002.

5. Табунщиков Н.П., Аксенов Э.Т., Гуревич Р.Я., Шевцов Л.Д. Производство извести и сатурационного газа. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. - 175 с.

6. А. с. Уи 1013478 А, МКИ3 С 13 О 3/02. Способ очистки сахаросодержащего раствора / В.А. Лосева, А.А. Самагин // Опубл. 23.04.83. -Бюл. № 15.

7. А. с. Эи 1172939, МКИ3 С 13 О 3/02. Способ очистки диффузионного сока / В. А. Лосева, И.С. Наумченко//Опубл. 15.08.85. -Бюл. №30.

8. А. с. йи 1293225 А1, МКИ4 С 131)3/02. Способ очистки диффузионного сока / В. А. Лосева, И.С. Наумченко, В.М. Перелыгин // Опубл. 28.02.87. - Бюл. № 8.

9. А. с. ви 1708851 А1, МКИ5 С 13 О 3/00. Способ очистки диффузионного сока / В.А. Лосева, И.С. Наумченко, В.М. Перелыгин и др. // Опубл. 30.01.92. - Бюл. № 4.

10. Пат. ЮТ 2182600 С!, МПК7 С 13 О 3/02. Способ очистки клеровки сахара-сырца / В.А. Лосева, И.С. Наумченко, А.Д.. Ефремов // Опубл. 20.05.2002. - Бюл. № 14.

11. Пат. 1Ш 2182601 С1, МПК7 С 13 О 3/02. Способ очистки сахарсодержащего раствора / В.А. Лосева, И.С. Наумченко, А.А. Ефремов // Опубл. 20.05.2002. - Бюл. № 14.

12. Пат. Яи 2186114 С1, МПК7 С 13 В 3/02. Способ получения известкового молока для очистки сахарсодержащих растворов / В.А, Лосева, И.С. Наумченко, А.А. Ефремов, И.В. Квитко // Опубл. 27.07.2002.-Бюл. №21.

13. Лосева В.А., Наумченко II.С., Ефремов А.Л. Влияние некоторых факторов на дисперсность кристаллов Са(ОН)2 // Вестник ВГТА.- 1998.-№3.-С. 116-117.

14. Монастырев А.В. Гашение строительной извести. - М.: Высш. школа, 1988. - 111 с.

15. Ефремов А.А., Лосева В.А. Применение сахарсодержащих добавок в процессе приготовления известкового молока // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2002. - № 12. - С 17-18.

16. Ефремов А.А. Совершенствование технологии очистки сахарсодержащих растворов с применением активированного извест-

кового молока: Дис. ... канд. техн. наук / ВГТА. - Воронеж, 2002. -145 с.

17. Пат. КТ.! 2190020 С1, МИК' С 13 Б 3/02. Способ определения качества известкового молока / В.А. Лосева, И.С. Наумченко, А.А. Ефремов // Опубл. 27.09.2002. - Бюл. № 27.

Кафедра технологій! сахаристых веществ Кафедра процессов н аппаратов химических и пшцевых производств

Поступила 29.01.03 г.

663.05:664.145.002.612

ВЛИЯНИЕ ФИТОДОБАВОК НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВ

МАРМЕЛАДНЫХ МАСС

В.А. ОБОЗНЯЯ, И.Б. КРАСИНА, Ю.Ф. РОСЛЯКОВ

Кубан ский государствен и ый т ехнологи ч ескай университет

Продукты питания должны не только удовлетворять потребности организма в питательных веществах и энергии, но и выполнять определенные физиологические функции. Ухудшение экологической обстановки, изменение структуры питания требуют разработки новых продуктов специального назначения с применением пищевых и биологически активных добавок [1].

Диетологами установлена возможность использования экстрактов, получаемых из смеси лекарственных и пряно-ароматических трав, для ароматизации конди- . терских изделий и придания им лечебных свойств. Более приятным и устойчивым ароматом и вкусом обладают кондитерские изделия, ароматизированные экстрактами лекарственных трав - душицы, мелиссы, мяты и их смесей [2. 3].

В настоящее время для ароматизации изделий используются натуральные биологически активные добавки - ССЬ-экстракты и шроты (отходы после С02-экстракции) различного растительного сырья, потому" что в отличие от синтетических добавок ССЬ-экс-тракты долго сохраняют природный аромат, передают естественный вкус субстрата и содержат комплекс витаминов, провитаминов и биологически активных веществ, находящихся в растении на момент экстракции. Кроме этого, под действием жидкой двуокиси углерода ССК-экстракты длительное время сохраняют свои полезные свойства, так как сами они являются консервантами и антиоксидантами [4].

Шроты содержат ценные вещества, поскольку водорастворимые компоненты полностью остаются в них. Известно также, что в состав С02-шротов входят незаменимые аминокислоты, такие как лизин, лейцин, триптофан, метионин, фенилаланин, треонин и валин [5]. Водные экстракты из С02-шротов ничем не отличаются от водных экстрактов, приготовляемых из непро-экстрагированного сырья, и содержат те же полезные водорастворимые вещества. При использовании экс-

трактов не наблюдается побочных эффектов и привыкания [6].

Введение в рецептуры кондитерских изделий экстрактов пряно-ароматических трав позволит заменить синтетические ароматизаторы, повысить биологическую ценность продуктов и расширить их ассортимент.

Исследовали возможность использования ССЬ-экс-трактов и водных экстрактов ССЬ-шротов в качестве добавок при производстве желейного мармелада с целью придания изделиям функциональных свойств за счет комплекса вносимых биологически активных веществ. Изучали влияние этих добавок на реологические свойства мармеладных масс.

Для приготовления мармелада использовали ССЬ-экстракты и шроты, полученные из различных композиций лекарственных и пряно-ароматических трав урожая 2002 г. (таблица). Эти экстракты применяются в медицине для профилактики и лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта, органов дыхания и для укрепления иммунной системы.

Таблица

Сырье Смесь

1 2 3 4

Душица + + + -

Донник + - - - -

Кориандр + + - -

Мята перечная + - - -

Мелисса + - - -

Цвет липы , + - + -

Ромашка + - + -

Зверобой - - -

Гвоздика - + - ' -

Чабрец + - + -

Репяшок + - - -

Мускатный орех + + - -

Миндаль сладкий + - - -

Эхинацея пурпурная - - - +

Боярышник - - - +

Корень алтея - - + -