CC BY
140
УДК 637.247
Использование концентратов пахты, полученных обратным осмосом и нанофильтрацией, в производстве йогурта
ЧЕКАлЕвА Анна владиславовна, аспирант
e-mail: anna.chekaleva@mail.ru
ФГБОУ вПО вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.в. верещагина
Острецова Надежда Геннадьевна, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии молока и молочных продуктов
ФГБОУ вПО вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.в. верещагина
Аннотация: в данной статье рассмотрены вопросы получения йогурта из концентратов пахты, полученных обратным осмосом и нанофильтрацией, и исследование их свойств.
Ключевые слова: пахта, концентрат, обратный осмос, нанофильтрация.
Малокалорийный биологически высокоактивный продукт, пахта не содержит каких-либо веществ, неблагоприятно влияющих на обмен и общее состояние организма, имеет хорошие вкусовые показатели. С учетом этого она рекомендуется для широкого использования в питании людей, особенно пожилого возраста, находящихся в условиях длительной мышечной недогруженности, ведущих малоподвижный образ жизни, детей и др.
Ресурсы пахты в РФ, ежегодно составляют около 280 тыс. тонн, в которой содержится: 8,2 тыс.т - белка, 13,2 тыс.т - лактозы, 1,6 тыс.т - минеральных веществ, 1,1 тыс.т - жира [1].
Цель данной работы - изучить состав и свойства концентратов пахты, полученных обратным осмосом и нанофильтрацией, для обоснования целесообразности их использования в качестве молочной основы кисломолочных продуктов.
Концентрирование пахты на обратноосмотической установке осуществляли при температуре 10 °С давлении на входе в установку и на выходе из нее 40 бар. Концентрирование с использованием нанофильтрационной мембраны проводили при температуре 10 °С и давлении на входе и выходе из установки 25 бар.
Для концентрирования применялись спиральные органические мембраны для обратного осмоса фирмы Osmose inverse SW 30-2540 с диаметром пор 0,1 нм и на-нофильтрационные мембраны с диаметром пор 1 нм.
В концентратах определяли массовую долю сухих веществ (рефрактометр RL-3), белка (рефрактометрический метод по ГОСТ 25179-90), кислотность (титриме-трический метод по ГОСТ 3624-92), pH (PH-метр РН-150МИ), плотность (ареоме-трический метод по ГОСТ 3625-84), удельную электрическую проводимость (УЭП) (кондуктометр «Эксперт»). В таблице 1 приведены средние значения показателей по трехкратной повторности опытов.
Таблица 1. Состав и свойства пахты, полученных нанофильтрационных (НФ) и обратноосмотических (00) концентратов
М.д.сухих веществ,% М.д. белка, % Кислотность, ОТ PH Плотность, кг/мЗ УЭП, см іСм/
Пахта 8,65 2,9 14 6,85 1031 3,8
НФ ОО НФ ОО НФ ОО НФ ОО НФ ОО НФ ОО
Концетрат 1 10 3,7 3,4 20 24 7,11 6,68 1027 1039 2,71 5,49
Концетрат 2 12 4,3 4,4 22 29 7,10 6,62 1034 1043 2,90 5,54
Концетрат 3 14 5 5,2 24 37 7,06 6,58 1040 1057 3,00 5,81
Концетрат 4 16 6,3 6,2 30 40 7,04 6,51 1051 1070 3,20 6,4
Концетрат 5 18 8 6,9 30 43 7,02 6,44 1058 1075 3,35 6,61
Концетрат 6 20 8,5 7,4 37 54 6,99 6,4 1061 1082 3,48 6,8
Концетрат 7 22 8,5 7,8 42 56 6,97 6,37 1072 1094 3,61 7,01
Таким образом, при концентрировании пахты обратным осмосом и нанофильтрацией в 2-2,5 раза были получены концентраты с массовой долей белка до 7,8-
8,5 %, которые целесообразно использовать для производства йогурта.
При выработке кисломолочных продуктов на развитие заквасочной микрофлоры существенное влияние оказывает pH среды.
Изменение титруемой кислотности и pH в концентратах пахты представлены на рис. 1
7.2
7 6.6
6.6 М ч ф
6
5.Й
1а 12 14 16 13 2£> 22
Моссов ая доля сук»н в&ществ. %
Ш Ки слотнмтьН Ф1 мэнц? нтрэто * Ки слотнмть ОО концентрата
pH Н'Ф кон цёнгр&та а pH ОО концентрата
Рисунок 1. Зависимость кислотности и pH концентратов пахты от массовой доли сухих веществ
С повышением массовой доли сухих веществ концентратов линейно увеличивается титруемая кислотность и снижается значение pH. По-видимому, увеличение титруемой кислотности связано с увеличением содержания молочной кислоты, белков, минеральных солей.
Отмечено, что снижение активной кислотности с ростом массовой доли сухих веществ идет менее значительно по сравнению с увеличением титруемой кислотности. Согласно литературным данным, это может быть связано с наличием в концентрате ряда буферных систем - белковой, фосфатной, цитратной, лактатной [2].
При нанофильтрации происходит частичная деминерализация исходных растворов (около 35 %) [3]. Для оценки степени деминерализации полученных концентратов исследовали их удельную электропроводность (рис. 2).
40 --
30 --
о
с:
і = 5.4м + 13.7.
у ж -и.УІК +
й'- а,99
Рисунок 2. Зависимость удельной электропроводимости от массовой доли сухих веществ
Удельную электропроводность обусловливают, главным образом, ионы К+, Na+, Са2+, Н + . Электрически заряженный казеин, сывороточные белки и шарики жира в силу больших размеров передвигаются медленно и тормозят подвижность ионов, то есть уменьшают электропроводность [2]. Поэтому нанофильтрационный концентрат за счет пониженного содержания ионов и повышенного содержания белков, имеет значение удельной электропроводности в два раза меньшее, чем обратноосмотический концентрат.
Концентраты, полученные нанофильтрацией, с массовой долей сухих веществ от 10 до 22 % имели чистый сладковатый вкус. В обратноосмотических концентратах с массовой долей сухих веществ выше 16 % наблюдалось наличие солоноватого привкуса. Поэтому для дальнейшего исследования использовали концентрат с массовой долей сухих веществ 16 %.
Изучена закономерность развития микрофлоры закваски в пахте, нанофиль-трационном и обратноосмотическом концентратах пахты. Для заквашивания исследуемых образцов применялась закваска для йогурта, состоящая из Streptococcus salivarius subsp.thermophilus и Lactobacillus bulgaricus.
Все образцы подвергали тепловой обработке при температуре (65±5) °С в течение 30 мин и охлаждали до температуры - (38±2) °С. При данной температуре проводили заквашивание, доза закваски составляла 5 %.
Во время сквашивания образцов для контроля интенсивности молочнокислого процесса проводили измерения титруемой и активной кислотности. Полученные данные изменения титруемой кислотности белковых сгустков представлены на рисунке 3.
Часы, ч
■ концентраты, полученные нанофильтрацией, с м.д.с.в 16% А концентраты,полученные обратным осмосом с м.д.с.в.16%
Рисунок 3. Изменение титруемой кислотности белковых сгустков, сквашиваемых на различной молочной основе
Снижение активной кислотности составляет в обратноосмотическом концентрате 1,6 pH за 3 часа, в нанофильтрационном - 2,34 pH за 4 часа.
Результаты опытов показали, что активность развития заквасочной микрофлоры в пахте ниже, чем в концентратах пахты, полученных нанофильтрацией и обратным осмосом. По-видимому, на интенсивность развития микрофлоры влияет лактоза, фосфолипиды, минеральные вещества [4].
Образование сгустка в концентратах происходит за 3-4 часа, а у пахты за 5 часов.
В образце на основе пахты наблюдался более слабый сгусток, чем в образцах на основе концентратов. Сгустки на основе нанофильтрационного и обратноосмотического концентрата имели плотный сгусток. По-видимому, это связано с образованием большого количества контактов между элементами структуры сгустка при увеличении содержания белка [2].
Таким образом, использование мембранных процессов позволяет не только выделить определенный компонент из многокомпонентной системы, но и сконцентрировать его до определенного уровня без изменения нативных свойств, что может обеспечивать получение широкой гаммы продуктов заданного свойства и состава [1]. Нанофильтрация позволяет получать концентрат с массовой долей сухих веществ до 22 %, который можно использовать для производства кисломолочных продуктов с повышенным содержанием белка и пониженным содержанием ионов Иа+ и К+, а используя в качестве сырья пахту, обогатить продукт ценными фосфолипидами молока. Обратный осмос также позволяет получать белковый концентрат, но пропорциональное повышение содержания минеральных веществ приводит к ухудшению вкуса концентратов [5]. Поэтому для производства йогурта целесообразно использовать обратноосмотический концентрат пахты с массовой долей сухих веществ 16 %.
Список литературы:
1. Вышемирский, Ф. А. Пахта - ценное молочное сырье / Ф. А. Вышемирский, Н. Н. Ожгихина // Материалы IX международной научно-практической конференции «Молочная индустрия мира и Российской федерации» . - Москва, 2011.
2. Горбатова, К. К. Химия и физика молока / К. К. Горбатова. - СПб.: ГИОРД, 2003. - 288 с.
3. Свитцов, А. А. Введение в мембранную технологию. - М.: ДеЛи принт, 2007. - 208 с.
4. Банникова, Л. А. Микробиологические основы молочного производства: справочник / Л. А. Банникова, Н. С. Королева, В. Ф. Семенихина. - М.: Ан-ропромиздат. 1987. - 400 с.
5. Силки Паар. Мембранная фильтрация йогуртов / Силки Паар, К. Шевелев // Молочная промышленность. - 2011. - № 10. - С. 26-27
Use of concentrates butter-milk, received by the return osmos and nanofiltration,in manufacture of yoghurt
Chekaleva A. V., post-graduate student
FSBEI HPE the N.V.Vereshchagin Vologda State Dairy Farming Academy Ostretsova N. G., Cand.of Sc. (Technisc), the Associate Professor of the Technology of Milk and Dairy Products Chair
FSBEI HPE the N.V.Vereshchagin Vologda State Dairy Farming Academy The butter-milkconcentrates use, received by the reverse osmosis and nanofiltration, in the yoghurt manufacture
Abstract: In the article the subjects of yoghurt production from butter-milk concentrates, received by the reverse osmosis and nano filtration, as well as the research of their properties have been considered.
Keywords: butter-milk, concentrate, reverse osmosis, nanofiltration.
