Инновационные сгущенные молочные продукты Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

Инновационные сгущенные молочные продукты

Л ля расширения ассортимента молочных консервов перспективна разработка инновационных технологий производства сладких сгущенных продуктов на основе различных видов молочного сырья, в особенности молочной сыворотки, с применением селективных методов обработки. Такая технология создана в лаборатории оборудования и технологий молочно-консервного производства Института мясомолочной промышленности НПЦ по продовольствию НАН Беларуси. Для этого использовали специальным образом подготовленную молочную сыворотку, для жирных продуктов - молочные сливки. В качестве гидролизующего лактозу фермента применялся препарат в-галактозидазы «МахИак Ь2000».

Исследование вязкости сгущенных молочных продуктов осуществлялось с помощью ротационного вискозиметра «Брукфильда». Фиксировались значения вязкости (мПахс) и градиента скорости (с-1) при различных скоростях вращения ротора (об/мин) и температуре 20 °С. £ Для оценки количества и размера кристаллов

о

^ лактозы и сахарозы, образовавшихся в иссле-

2

— дуемых сгущенных продуктах, применялся

£ микроскоп с 400-кратным увеличением, окуляр

£ с линейкой, а также камера Горяева с длиной сто-

| роны малого квадрата 50 мкм, что соответствует

и двум делениям шкалы окуляра. Таким образом,

| цена одного деления составила 25 мкм. * Использование сыворотки в производ-

| стве молочных консервов имеет много преимуществ за исключением одного значительного

34 недостатка - высокого содержания лактозы.

При концентрировании такого сырья молочный сахар склонен выкристаллизовываться и выпадать в виде агрегатов кристаллов, что несет за собой пороки консистенции и вкуса. И если в случае производства классических сгущенных молочных консервов проведение направленной кристаллизации с внесением мелкокристаллической затравки лактозы и регулируемое охлаждение позволяют коррелировать данный процесс, то в случае применения молочной сыворотки в качестве основы продукта этого добиться сложно, а при производстве вареных сгущенных продуктов - невозможно. Одно из наиболее эффективных решений данной проблемы -расщепление лактозы до образования моносахаров глюкозы и галактозы, что позволит не только избежать неконтролируемой кристаллизации молочного сахара, но и повысить сладость изделия за счет более высокого индекса образовавшихся моносахаров, что снизит содержание сахара в готовом сгущенном продукте.

В ходе НИР получены данные о том, что для повышения эффективности гидролиза лактозы в молочной сыворотке, а также улучшения ее органолептических свойств, целесообразно ее предварительное концентрирование до массовой доли сухих веществ 16-22% и деминерализация до степени 50-70%. Эти технологические приемы обеспечивают экономичное расходование препаратов и повышают эффективность протекания ферментативного гидролиза лактозы молочной сыворотки в процессе изготовления вареных сгущенных молочных продуктов с пониженным содержанием дисахаридов. Помимо состава сыворотки и других технологических режимов важный производственный параметр - применение периодического или постоянного перемешивания среды ферментации в зависимости от консистенции гидролизуемой сыворотки для наиболее полного контакта активных центров в-галак-тозидазы с гидролизуемым субстратом [2].

В результате исследований были получены образцы сгущенных молочных продуктов на основе деминерализованной молочной сыворотки. В их состав включили сливки (допускается использовать масло сливочное или сливки сухие) и сахар. После смешения подготовленной концентрированной гидролизован-ной сыворотки с жировым компонентом проводилась гомогенизация для равномерного распределения фазы в продукте и предотвращения отстоя жира в процессе его хранения. Сахар вносится непосредственно перед сгущением путем растворения в теплую гомогенизированную

сывороточно-жировую смесь или в виде сахарного сиропа в количестве согласно заранее рассчитанной рецептуре с учетом возрастания сладости сыворотки.

Содержание сахарозы в цельном и вареном сгущенном молоке с сахаром составляет 43,545,5% и 42-43,5% соответственно. Количество сахара, вносимого при производстве сгущенного продукта на основе гидролизованной сыворотки, следует рассчитывать исходя из возрастания собственной сладости сыворотки в процессе ферментативного гидролиза. Сладость сахарозы принята за эквивалент со значением 1 (индекс сладости). Для любого сахара этот показатель не абсолютный, так как зависит от концентрации раствора, его температуры, активной кислотности, срока хранения. Например, сладость свежеприготовленного 5%-ного раствора фруктозы при комнатной температуре составляет примерно 1,45, а на следующий день - всего 1,25. Если при 15 °С данный показатель достигает примерно 1,3, то при 40 °С он равен сладости сахарозы. Поэтому рассчитать, насколько сократить добавление сахарозы в смесь при производстве вареного сгущенного продукта на основе гидролизованной сыворотки, учитывая эффективность проведенного гидролиза, можно только приблизительно. Относительный индекс сладости дисахарида лактозы - 0,2, а гидролизо-ванной в-галактозидазой на 0,85% лактозы (глюкоза + галактоза) - 0,75. Возрастание сладости можно рассчитать по формуле [3]:

Му

, х Индекс сладости = М,

сахарозы эквивалента-

Например, 1 л концентрированной деминерализованной сыворотки с массовой долей лактозы 15% содержит 150 г лактозы, что в пересчете составляет 150 х 0,2 = 30 г сахарозы эквивалента. 85%-ный гидролиз лактозы приводит к образованию 129 г глюкозы+галактозы и 22,5 г остаточной лактозы, что в пересчете равно 129 х 0,75 + 22,5 х 0,2 = 101,25 г сахарозы эквивалента. Следовательно, подверженная 85%-ному распаду лактозы молочная сыворотка слаще негидролизованной в 3,4 раза.

В производственных условиях сложно добиться такой высокой степени гидролиза лактозы, поэтому в дальнейших исследованиях определялось оптимальное содержание сахарозы в сладком сгущенном продукте, исходя из средней степени гидролиза сыворотки около 50%. Согласно приведенному методу расчета, она в 2,4 раза слаще негидролизованной,

что теоретически в среднем на 20% может снизить добавление сахарозы в продукт. Но в связи с тем, что в составе сладких сгущенных продуктов кроме функции подсластителя она играет роль консервирующего вещества, подбор его количества основывался также на показателях активности воды сгущенных продуктов и их хранимоспособности [4].

В результате экспериментальных выработок получены и исследованы следующие образцы:

■ продукт молочный сгущенный с сахаром на основе гидролизованной молочной сыворотки (№1);

■ продукт молочный сгущенный с сахаром на основе молочной негидролизованной молочной сыворотки (№2);

■ продукт молочный сгущенный частично обезжиренный с сахаром на основе гидролизованной молочной сыворотки (№3);

■ продукт молочный сгущенный обезжиренный с сахаром на основе гидролизованной молочной сыворотки (№4);

■ молоко сгущенное цельное с сахаром (контроль).

Физико-химические показатели, характеризующие состав и свойства сгущенных молочных продуктов с сахаром на основе молочной сыворотки, в сравнении с классическим молоком цельным сгущенным с сахаром [5] представлены в табл. 1.

По физико-химическим показателям сгущенный молочный продукт на основе молочной сыворотки максимально приближен к классическому молоку цельному сгущенному, основное отличие заключается в содержании сахарозы и лактозы. Массовая доля сахара в готовом продукте составляет 25-35%, что на 9-20% меньше, чем в классическом цельном сгущенном молоке с сахаром, уровень кислотности ниже контрольного, что свидетельствует о качественной подготовке молочного сырья.

В отличие от цельного сгущенного молока с сахаром полученные продукты обладали желтоватым, свойственным сыворотке цветом, особенно те, которые имели меньшую массовую долю жира в составе. Этот цвет можно нивелировать применением пищевкусовых компонентов (какао, кофе, цикория) или кара-мелизацией (рис. 1).

Таблица 1.

Физико-

химические

показатели

продуктов

молочных

сгущенных

с сахаром

Показатель, №1 №2 №3 №4

единицы измерения

Контроль

(справочные данные)

Массовая доля сухих веществ, % 71,60 72,00 71,60 71,5 71,5-73,5

Массовая доля жира, % 7,45 7,50 3,20 0,50 8,5

Титруемая кислотность, °Т 31 38 31 33 48

Массовая доля сахарозы, % 36,00 43,20 25,20 35,10 43,5-45,5

Массовая доля лактозы, % 4,29 19,00 4,80 5,70 12,2

Вязкость, мПа х с 1437 1547 1905 2163 4545

©ТЕМА НОМЕРА -

Рис. 1.

Внешний вид продуктов молочных сгущенных на основе молочной сыворотки с сахаром

Таблица 2. Показатели оценки кристаллизации

Рис. 2. Кристаллы молочного сахара

а - а-форма; б - |8-форма

Рис. 3.

Камера Горяева

Образцы №1-4 обладали приятным чистым и сладким вкусом с легким привкусом сыворотки. Стоит отметить также, что в отличие от классического вкуса сгущенного молока с сахаром и образца №2 продукты на основе образцов №1, №3, №4 за счет образовавшихся в процессе распада моносахаров имели более мягкий, сладкий вкус, схожий с медовым.

Количество кристаллов в 1 мл3 сгущенного молока с сахаром, тыс. Средний размер Консистенция

кристаллов, мкм сгущенного молока с сахаром

300-400 Не более 10 Однородная

100-300 12-15 Слабомучнистая

50-100 16-20 Мучнистая

25-50 21-24 Сильномучнистая

Менее 25 Более 25 Песчанистая

В образце №2 наблюдался явный порок консистенции - песчанистость, несмотря на проведение направленной кристаллизации молочного сахара затравкой лактозы в конце процесса сгущения. Вязкость сладких сгущенных продуктов на основе гидролизованной сыворотки и цельного сгущенного молока с сахаром незначительно отличалась за счет меньшего содержания белка в сыворотке. Образцы №1-4 обладали более текучей, чем контрольный образец, консистенцией.

Помимо вязкости, важная характеристика для сгущенных молочных продуктов - наличие и размер кристаллов лактозы. Так, один из самых распространенных пороков консистенции для данной группы

продуктов - мучнистость и песчанистость, образующиеся вследствие неконтролируемой кристаллизации лактозы в процессе производства. В табл. 2 представлены справочные данные по показателям эффективности процесса кристаллизации лактозы [5].

Внешний вид кристаллов а- и в-форм лактозы показан на рис. 2. Отличительная особенность а-формы - усеченная пирамида, в-формы - четкие параллелепипеды [6]. В сгущенных молочных продуктах лактоза в основном находится в виде а-формы - моногидрата.

Так как молочная сыворотка - высоко-лактозное сырье, среднее содержание лактозы в концентрированной до 20% сухих веществ сыворотке составляет 13-15%, использование ее в качестве основы сгущенного молочного продукта определяет некоторые технологические особенности их производства. Проведение направленной массовой кристаллизации молочного сахара затравкой мелкокристаллической лактозы в ходе ступенчатого охлаждения сгущенного продукта на основе негидролизован-ной сыворотки не обеспечило получения его оптимальной консистенции в готовом виде. В образце №2 наблюдалась песчанистая консистенция, усиливающаяся в процессе его хранения, что подтверждает необходимость проведения гидролиза лактозы в сыворотке, используемой для производства сладких сгущенных продуктов. Образцы №1, №3 и №4 как свежевы-работанные, так и в процессе хранения обладали однородной консистенцией, что подтверждают результаты их микрокопирования (табл. 3). Для возможности оценки размера образовавшихся кристаллов лактозы при 400-кратном увеличении использовали окуляр с линейкой, а также

Образец №2: Образец №4: Образец №4:

5 продукт продукт сладкий продукт сладкий

(С «щш сгущенный сгущенный сгущенный

о т М на основе на основе на основе

X V (С ^П аИ негидролизованной гидролизованной гидролизованной

г ю В о ^В молочной молочной сыворотки молочной

Я сыворотки (свежевыработанный) сыворотки

X (3 месяца хранения)

Изображение (400-кратное увеличение)

Средний размер кристаллов 30—40 мкм

Наблюдаются единичные кристаллы лактозы (размер 10-15 мкм)

Наблюдаются единичные кристаллы лактозы (размер 20-30 мкм) и сахарозы (более 50 мкм)

Таблица 3. Оценка образования кристаллов в сгущенных молочных продуктах на основе молочной сыворотки

камеру Горяева с длиной стороны малого квадрата 50 мкм, что соответствует двум делениям шкалы (рис. 3). Таким образом исследовались образцы с песчанистостью (образец №2) и обезжиренный продукт (образец №4), в котором жировые шарики не создавали помех.

Результаты микрокопирования показали, что в образце №2, несмотря на проведенную направленную кристаллизацию лактозы, размер и количество молекул молочного сахара обусловливают ощутимую песчанистость в продукте, изготовленном из негидролизованной сыворотки. В образце №4 кристаллы лактозы наблюдались в единичном количестве, а в процессе хранения отмечался незначительный рост кристаллов сахарозы. Это подтверждает необходимость применения ферментативного гидролиза лактозы сыворотки.

Инновационные технологии, разработанные в Институте мясо-молочной промышленности, позволили получить образцы сладких сгущенных молочных консервов с характерными для данной группы продуктов физико-химическими и органолептическими свойствами. СП

Олег Дымар,

кандидат технических наук, доцент Олег Сороко,

завлабораторией оборудования и технологий молочно-консервного производства Института мясо-молочной промышленности НПЦ НАН Беларуси по продовольствию, кандидат технических наук, доцент

Людмила Соколовская,

аспирант лаборатории оборудования и технологий молочно-консервного производства Института мясо-молочной промышленности НПЦ НАН Беларуси по продовольствию

Инна Миклух,

старший научный сотрудник лаборатории оборудования и технологий молочно-консервного производства Института мясо-молочной промышленности НПЦ НАН Беларуси по продовольствию

http://innosfera.by/2017/05/milk

ЛИТЕРАТУРА

1. Храмцов А.Г. Состав и биологическая ценность подсырной сыворотки // Сыроделие. 1999. № 4.

2. Дымар О.В. Анализ показателей активности воды в сгущенных молочных продуктах с сахаром на основе молочной сыворотки // Актуальные вопросы переработки мясного и молочного сырья: сб. науч. тр. № 10.- Минск, 2016. С. 169-175.

3. МахУай для производства безлактозных молочных продуктов // http://www.dsm.com/arkets/ fooda пdЬeverages/ru_/products/enzymes/da¡ry/maxílact.html

4. Голубева Л.В. Хранимоспособность молочных консервов.- М., 2001.

5. Галстян А.Г. Краткий справочник специалиста молочно-консервного производства.- М., 2011.

6. Храмцов А.Г. Молочный сахар.- М., 1987.

Влияние

растительного

сырья на сроки

хранения

мясной

фаршевой

системы

Светлана Гордынец,

завотделом технологий мясных продуктов Института мясо-молочной промышленности НПЦ НАН Беларуси по продовольствию, кандидат сельскохозяйственных наук

Виктория Напреенко,

младший научный сотрудник Института мясо-молочной промышленности НПЦ НАН Беларуси по продовольствию

Большинство современных технологий ориентировано на производство продуктов питания с повышенным сроком хранения, для чего используют консерванты и антиоксиданты химического происхождения, что не всегда безопасно. Поэтому исследования по их замене на натуральные вещества, обладающие консервирующими свойствами, при разработке мясных изделий весьма актуальны. Сотрудники Института мясо-молочной промышленности НПЦ по продовольствию НАН Беларуси изучили влияние растительного сырья, в частности овса, чеснока, горчицы, имбиря и корня солодки, на микробиологические и антиоксидантные показатели мясных фаршевых систем.

Овес - однолетнее травянистое растение, в его состав входят клетчатка, эфирные масла, белки и аминокислоты (триптофан, метионин,

37