Исследование реологических параметров при производстве обогащенного зерненого творога Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

УДК 637.146.3:532.135

Л.А. Бобракова*, старший преподаватель А.В. Мамаев, доктор биологических наук ФГБОУ ВПО Орёл ГАУ Luda.bobrakowa @ yandex.ru

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ОБОГАЩЕННОГО ЗЕРНЕНОГО ТВОРОГА

АННОТАЦИЯ

Для обеспечения максимального выхода разработана технология производства зерненого творога, обогащенного сухими молочно - белковыми концентратам, а это влечет изменение технологических параметров при производстве. Определенный научный и практический интерес представляют исследования влияния на реологические свойства кислотно-сычужного сгустка варьирования рецептуры смеси и получения динамики кислотно-сычужного свертывания молока. Обогащение молока сухими концентратами сокращает технологи еский процесс производства и сокращает экономи еские затраты при повышении рентабельности производства продукта.

ABSTRACT

In order to gain maximum output technology of producing cottage cheese enriched by dairy- proteinaceous concentrates was introduced which in turn leads to technological modifications of manufacturing parameters. Scientific and practical interest lays hereby in the study of the influence of the blend receipt variation on the flow properties of a rennin curd and renneting dynamics. Enriching milk with solid concentrates shortens the process of production and reduces cost with noticeable profitability increase.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Зерненый творог, реологические характеристики, молочно-белковые концентраты, обогащение, эффективная вязкость, реометрия, синерезис.

KEY WORDS

Cottage cheese, flow properties, enriching, effective viscosity, rheometry, syneresis.

Реология рассматривает процессы, связанные с необратимыми остаточными деформациями и течением разнообразных вязких и пластических материалов (неньютоновских жидкостей, дисперсных систем и др.), а также явления релаксации напряжений, упругого последействия и т.д. Экспериментальная реология (реометрия) определяет различные реологические свойства веществ с помощью специальных приборов и испытательных машин. Научный и практический интерес представляют исследования влияния на реологические свойства кислотно-сычужного сгустка варьирования рецептуры смеси и получ ения динамики кислотно-сычужного свертывания молока. [2]

Производство обогащенного зерненного творога сложный технологи еский процесс. Один из основных процессов при изготовлении зерненого творога - заквашивание и сквашивание. При обогащении молока-сырья в производстве зерненного творога процесс образования моло ного сгустка сокращается во времени. Большое значение для получения творожного зерна хорошего качества и предупреждения его распыления при отваривании имеет качество молочного сгустка. Для прогнозирования ка ества готового творожного зерна необходимо исследовать влияние нормализации, молока - сырья сухими моло ными концентратами, на процесс образования молочного сгустка, а так же исследовать реологические показатели сгустков.

Материалы и методика исследований

Для исследования обогащенного зерненого творога, были подготовлены идентичные образцы зерненого творога выработанного при использовании сухих молока и белка, один из образцов был принят за контрольный.

В зависимости от содержания белка в молоке-сырье, вводится концентрированный сухой белок, контрольный образец - не содержал концентрированного белка.

Для определения количества вносимого белка рассчитывали отношение разницы массовой доли белка в молоке-сырье и нормализованном молоке к разнице массовой доли белка в сухом концентрате и нормализованном молоке.

172

Нормализацию обезжиренного молока сухим концентрированным белком или сухим обезжиренным молоком осуществляли с учетом массовой доли белка или сухого обезжиренного молочного остатка (COMO) в молоке - сырье и массовой доли белка в сухом концентрате или COMO в сухом обезжиренном молоке.

Для определения количества вносимого белка рассчитывали отношение разницы массовой доли белка в молоке-сырье и нормализованном молоке к разнице массовой доли белка в сухом концентрате и нормализованном молоке.

к Мм • (Кб.м. - Кб.н.м.)

кб —т—-т---------------------------------------------------• (1)

кб.с.к. кб.н.м.

где Кб - количество необходимого сухого концентрата, г;

Кбм. - массовая доля белка в молоке-сырье, %;

Кб.н.м. - массовая доля белка в нормализованном молоке, %;

Кб.с.к. — массовая доля белка в сухом концентрате, %;

Мм - количество заквашиваемого молока, г.

Для определения количества вносимого COM рассчитывают отношение разницы содержания COMO в молоке-сырье и нормализованном молоке к разнице содержания COMO в сухом обезжиренном молоке и нормализованном молоке.

к _ М • (кс.м. - кс.н.м.)

кс-“= к - к ^ (2)

с. с. м. с. н. м.

Кс.м. - количество необходимого сухого обезжиренного молока, г;

Кс.м. - como в молоке-сырье, %;

Кс н м - COMO в нормализованном молоке, %;

Кссм - COMO в сухом обезжиренном молоке, %.

При нормализации получили три образца: образец 1 содержал сухой белковый концентрат для нормализации по массовой доли белка в обезжиренном молоке до 3,2 %; образец 2 содержал сухое обезжиренное молоко для нормализации по массовой доли сухих веществ в обезжиренном молоке до 9,5 %; контрольный образец не содержал сухих концентратов. Рецептура на творожное зерно приведена в таблице 1.

Т аблица 1 - Рецептура на творожное зерно

Наименование сырья Масса компонентов, кг

Образец 1 Образец 2 Образец 3 (контрольный)

Молоко обезжиренное 1000 1000 1000

Сухой концентрированный белок: - 54% 7,8

СОМ - 22,36 -

Сычужный фермент 1 1 1

Закваска 50 50 50

Хлорид кальция 1 1 1

Итого 1059,8 1074,36 1052

Из данных образцов нормализованного молока вырабатывали обогащенный зерненый творог. Под действием внешней нагрузки в любом продукте возникают деформации и напряжения, которые зависят от состава и строения выбранных объектов исследования, являясь мерой сил внутреннего взаимодействия между элементами их структуры. Исследовались реологические свойства сгустков в цилиндрическом измерительном устройстве. Ротационного вискозиметра РЕОТЕСТ-2.

Использовался диапазона касательного напряжения - I. Ячейка Н. Число оборотов двигателя 1500 мин -

1

Касательное напряжение:

а

Тг =— , Па (3)

X - константа цилиндра, 23,3

а - значение, отсчитанное со шкалы индикаторного прибора (дел. шкалы). Эффективная вязкость:

П = —!— •, Пас

(4)

Бу - градиент напряжения на срез, с 1

Результаты и их обсуждения

На рисунке представлен график зависимости качества сгустка от продолжительности свертывания молока, и этапы образования сгустка: I этап - молоко без сгустка; II этап - начало образования сгустка; III этап - хороший плотный сгусток; IV этап - начало стадии синерезиса; V этап - ухудшение качества сгустка.

60 1

4

5 50 -

ю

§ 40

I з»

о

£ 20

В"

03

0

ж X

I II — „ж 6

III IV ———X V

2 3

_Х—Образец №3

Время, ч

■ Образец № 1 “Х— Образец №3 _Ж— Образец №2

Рисунок 1 - График зависимости кач ества сгустка от продолжительности свертывания молока

Установлено, что образец 1 обладает лучшими реологическими параметрами (пластичность, вязкость, упругость). Уже на втором часу сквашивания сгусток данного образца стал образовываться наиболее интенсивнее, чем у остальных образцов.

При исследовании и расчете эффективной вязкости в зависимости от времени сквашивания молока мы получили данные, представленные на рисунках 2 - 7.

2 сек.

ч4 сек.

6 сек.

8 сек. 10 сек.

■Образец

№1

■Образец

№2

■Образец

№3

2 сек.

60 сек 50 сек.

40 сек.

30 сек.

6 сек.

8 сек. 10 сек.

■ Образец №1

Образец

№2

1 Образец №3

20 сек.

20 сек.

Рисунок 2 - Эффективная вязкость образцов (2,аД, время сквашивания - 3,5 часа), Па-с

Рисунок 3 - Эффективная вязкость образцов (4,аД, время сквашивания - 3,5 часа), Па-с

2 сек.

4 сек.

6 сек.

8 сек. 10 сек.

20 сек.

■ Образец №1

Образец

№2

Образец

№3

2 сек.

Рисунок 4 - Эффективная вязкость образцов (6,аД, время сквашивания - 4 ч аса), Па-с

■ Образец №1

Образец

№2

Образец

№3

Рисунок 5 - Эффективная вязкость образцов (2,аД, время сквашивания - 4 ч аса), Па-с

4

5

20 сек. 20 сек.

Рисунок 6 - Эффективная вязкость образцов (4,а,1, Рисунок 7 - Эффективная вязкость образцов (6,а,1,

время сквашивания - 4,5 ч аса), Па-с время сквашивания - 4,5 ч аса), Па-с

Таблица 2 - Эффективная вязкость сгустков в процессе сквашивания

Параметры продукта Исследования Эффективная вязкость при данных условиях, Па-с Уравнение регрессии

время сквашивания рн сгустка номер образца

3,5 ч аса 5,40±0,15 Образец №1 Н ячейка, 2,а,1, 20 0 С 178,63±0,19 у = 146,93x0,1085 Я2 = 0,435

5,55±0,11 Образец №2 Н ячейка, 2,а,1, 20 0 С 170,87±0,12 у = 108,6x0,2516 Я2 = 0,7975

5,88±0,21 Образец №3 Н ячейка, 2,а,1, 20 0 С 124,27±0,14 у = 146,61х-0,0621 Я2 = 0,1433

3,5 ч аса 5,40±0,15 Образец №1 Н ячейка, 4,а,1, 20 0 С 98,38±0,12 у = 97,591x0,0079 Я2 = 0,0103

5,55±0,11 Образец №2 Н ячейка, 4,а,1, 20 0 С 69,90±0,13 у = 59,215x0,0659 Я2 = 0,1415

5,88±0,21 Образец №3 Н ячейка, 4,а,1, 20 0 С 58,25±0,13 у = 44,784x0,1239 Я2 = 0,8526

4 ч аса 5,36±0,22 Образец №1 Н ячейка, 6,а,1, 20 0 С 36,24±0,13 у = 28,956x0,1138 Я2 = 0,8179

5,39±0,25 Образец №2 Н ячейка, 6,а,1, 20 0 С 30,20±0,14 у = 47,92x^,3418 Я2 = 0,5472

5,77±0,19 Образец №3 Н ячейка, 6,а,1, 20 0 С 25,030,19 у = 26,5x^,0761 Я2 = 0,1631

4 ч аса 5,36±0,22 Образец №1 Н ячейка, 2,а,1, 20 0 С 194,17±0,13 у = 172,82x0,0783 Я2 = 0,0614

5,39±0,25 Образец №2 Н ячейка, 2,а,1, 20 0 С 147,57±0,12 у = 135,73x0,0248 Я2 = 0,0458

5,77±0,19 Образец №3 Н ячейка, 2,а,1, 20 0 С 120,38±0,14 у = 87,679x0,1889 Я2 = 0,5002

4,5 ч аса 5,06±0,62 Образец №1 Н ячейка, 4,а,1, 20 0 С 91,910,19 у = 0,509x + 85,34 Я2 = 0,051

5,17±0,65 Образец №2 Н ячейка, 4,а,1, 20 0 С 77,670,19 у = 0,635x + 74,30 Я2 = 0,049

5,70±0,17 Образец №3 Н ячейка, 4,а,1, 20 0 С 75,08±0,12 у = 1,9Ш + 64,54 Я2 = 0,683

4,5 ч аса 5,06±0,62 Образец №1 Н ячейка, 6,а,1, 20 0 С 32,79±0,13 у = -0,2^ + 36,18 Я2 = 0,031

5,17±0,65 Образец №2 Н ячейка, 6,а,1, 20 0 С 29,34±0,12 у = 0,522x + 25,94 Я2 = 0,295

5,70±0,17 Образец №3 Н ячейка, 6,а,1, 20 0 С 25,89±0,13 у = -0,638x + 28,19 Я2 = 0,499

При рассмотрении эффективной вязкости, при заданных условиях в зависимости от времени воздействия на исследуемое вещество установлено, что более высокими показателями отличается первый образец. Эффективная вязкость образцов 1 и 2 при заданных условиях (2,а,1,) и времени сквашивания - 3,5 часа существенно не отличалась, друг от друга и находилась в пределах 170190 Па-с, а у образца 3, эффективная вязкость составляла 124 Па-с, что значительно ниже показателей у 1 и 2 образцов. При изменении заданных условиях (4,а,1,) и времени сквашивания - 3,5 часа эффективная вязкость образцов 2 и 3 была значительно ниже, и находилась в пределах 46 - 77 Па-с, чем у образца 1, эффективная вязкость которого была в пределах 90 - 103 Па-с. При заданных

условиях (6,a,I,) и времени сквашивания - 4,5 часа эффективная вязкость образцов 2 и 3 находилась в пределах 18 - 25 Пас, а у образца 1- 30 - 38 Пас. Это связано с тем, что молочный сгусток при производстве зерненного творога из молока, обогащенного сухими концентратами, образуется и уплотняется быстрее. Это показывает, что сгустки образцов с добавлением сухих концентратов быстрее достигают значений необходимого рН, т.е. готовы к разрезанию.

Применение обезжиренного молока в качестве сырья увеличивает скорость формирования сгустка, а также скорость его синерезиса. Установлено, что плотность, рассыпчатость, упругость и обезвоженность сгустка возрастают при увеличении концентрации натурального молока, следовательно, структура сгустка формируется в процессе его уплотнения. При повышении концентрации возрастает также плотность белковой сетки. Т.е образец №1, в состав которого сухой концентрированный белок, имеет более прочный сгусток (белковую сетку) по сравнению с остальными образцами. Это видно и при исследовании эффективной вязкости сгустков в процессе сквашивания.

Эффективная вязкость при заданных одинаковых условиях у образца № 1 на порядок выше, чем у других образцов. Так при времени сквашивания 3,5 часа эффективная вязкость при данных условиях (Н ячейка, 2,а,1, 20 0 С) у образца № 1 равна 178,63 Па-с, а у контрольного образца 124,27 Па-с. При времени сквашивания 4,5 часа эффективная вязкость при данных условиях (Н ячейка, 6,а,1, 20 0 С ) у образца № 1 равна 32,79 Па-с, а у контрольного образца 25,89 Па-с.

Выводы

На основании проведенных исследований установлено, то сгустки образцов с добавлением сухих концентратов быстрее достигаю зна ений рН и готовы к разрезанию для дальнейшей обработки. Следовательно обогащение молока сухими концентратами сокращает технологи еский процесс производства и сокращает экономи еские затраты при повышении рентабельности производства продукта.

Библиография

1. Домашний сыр - решение проблем // Молочная промышленность. 2008. № 1. С. 41 -42.

2. Горбатова А. В. Реология мясных и молочных продуктов. М.: Пищевая промышленность,

1995.

3. Структурно - механические свойства творожных продуктов / 3. С. Зобкова, С. А. Щербакова [и др.] // Молочная промышленность. 2007. № 7. С. 49.

4. Mamaev A., Leshukov K., Stepanova S. Use of silver ions in pasteurized milk production // Russian Journal of Agricultural and Socio-Economic Sciences 2012 №10 URL: http://www.rjoas.com/issue-2012-10/i010_article_2012_04.pdf (дата обращения: 09.01.2013)

Вестник Орел ГАУ

февраль

№1(40)

2013

Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году

Учредитель и издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»_______________________________________________________

Редакционный совет:

Парахин Н.В. (председатель) Буяров В.С. (зам. председателя) Астахов С.М.

Белкин Б.Л.

Блажнов А.А.

Буяров В.С.

Гуляева Т.И.

Турин А.Г.

Дегтярев М.Г.

Зотиков В.И.

Иващук О.А.

Козлов А.С.

Кузнецов Ю.А.

Лобков В.Т.

Лысенко Н.Н.

Ляшук Р.Н.

Мамаев А.В.

Масалов В.Н.

Новикова Н.Е.

Павловская Н.Е.

Попова О.В.

Прока Н.И.

Савкин В.И.

Степанова Л.П.

Плыгун С.А. (ответств. секретарь) Золотухина О.А. (редактор)

Адрес редакции:

302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69.

Тел.: +7 (4862) 45-40-37 Факс: +7 (4862) 45-40-64 E-mail: [email protected] Сайт журнала: http://ej.orelsau.ru Свидетельство о регистрации ПИ №ФС77-21514 от 11.07.2005 г.

Специалист регионального методического центра по УДК: Служеникина А.М.

Технич еский редактор: Мосина А.И.

Сдано в набор 18.02.2013 г. Подписано в печать 28.02.2013 г. Формат 60x84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.

Объём 27,8 усл. печ. л. Тираж 300 экз. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19. Лицензия ЛР №021325 от 23.02.1999 г.

Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций науч ных работ, отражающих основное научное содержание кандидатских _____и докторских диссертаций

Содержание номера

Современные агротехнологии Мамин Р.Г., Сутугина И.М. Планово-картографическое обеспечение кадастра недвижимости по снимкам со спутника 1RS 2

Лобков В.Т., Кружков Н.К., Забродкин A.A., Новикова A.C. Оценка эффективности возделывания сельскохозяйственных культур в зависимости от способов основной обработки почвы в центральночерноземном регионе 8

Дериглазова Г.М. Эффективность удобрений и известкования черноземных почв ЦЧР при возделывании ярового ячменя на склоне северной экспозиции 12

Степанова Л.П., Стародубцев В.Н., Коренькова E.A., Степанова Е.И., Тихойкина И.М. Влияние

биопрепаратов и микроудобрения на продукционный процесс яровой пшеницы 17

Гурин А.Г., Кожухов А.Д. Агрохимическая оценка использования отходов производства в виде спиртовой барды на посевах кукурузы на силос 23

Кагермазов А.М. Экономическая и энергетическая оценка засухоустойчивых популяций тетраплоидной кукурузы 29

Амелин А.В., Конды1ков И.В., Иконников А.В., Чекалин Е.И., Конды1кова Н.Н., Дмитриева Е.А.

Генетич еские и физиологические аспекты селекции ч ечевицы 31

Маханькова Т.А., Голубев A.C., Чернуха В.Г., Долженко В.И. Эффективные гербициды для защиты зерновых культур от однодольных и двудольных сорных растений 39

Сивак Е.Е, Волкова С.Н., Коробов Д.С. Внедрение нетрадиционной культуры колумбовой травы в традиционный севооборот 45

Приземин A.A., Кочкарев В.Р. Особенности макрофауны почвенного покрова в зоне лесостепи Орловской области 48

Глинушкин А.П., Кошеваров Ю.А., Соловых A.A., Райов A.A., Хилько Л.Н. Мониторинг микозов

пшеницы в условиях степной зоны Южного Урала 54

Лаврентьев Н.В., Фирсов Г.А., Потокин А.Ф. История интродукции и современное состояние FAGUS SYLVATICA l. (FAGACEAE) в ботаническом саду Санкт-Петербургского лесотехнического университета 58 Бобков C.В., Зотиков В.И., Сопова И.И., СелиховаТ.Н., СучковаТ.Н., Зайцев В.Н. Аминокислотный состав запасных белков современных сортов сои 66

Лысенко Н.Н., Чекалин Е.И., Пожарский С.М. Активность фотосинтеза и транспирация в листьях кормовых бобов при патогенезе и использовании средств защиты 70

Даниленко А.Н., Поляков А.В., Павловская Н.Е., Плащина И.Г. Сравнительный анализ интегральной гидрофобности легуминов гороха разли ной сортовой принадлежности 77

Резвякова C.В. Адаптивный потенциал устойч ивости груши к стресс-факторам зимнего периода 84

Сковородников Д.Н., Леонова Н.В., Андронова Н.В. Вличние состава питательной среды на эффективность размножения земляники садовой IN VITRO 89

Вдовенко C.A. Влияние интенсивности освещения на урожайность вешенки обыкновенной 93

Животноводство

Шилов А.И., Кибкало Л.И., Ляшук Р.Н. О мясном специализированном скотоводстве. Состояние и пути развития 98

Балашов В.В., Буяров В.С. Режимы освещения и показатели продуктивности цыплят-бройлеров кросса «Росс-308» 103

Тинаев Н.И., Балакирев Н.А., Тинаева Е.А. Воспроизводительная способность крольчих в наружных модулях в зимний период 108

Полехина Н.Н., Солохина И.Ю., Гнеушева И.А., Павловская Н.Е. Токсилогическая оценка кормовой биологич ески активной добавки для промышленного животноводства 111

Кубасов В.А., Белкин Б.Л. Изменение физиологических функций и продуктивности при включении в корм курам-несушкам биологи ески активных добавок 115

Калинин В.А., Козлов A.C. Молочная продуктивность коров при различных типах кормления и способах скармливания кормов 118

Науменко П.А., Комкова Е.А., Зайналабдиева Х.М., Арсанукаев Д.Л. Гематологич еские показатели крови у телят моло ного периода выращивания 122

Тихомирова Г.С., Логвинова Т.И., Тихомиров А.И. Биологическая роль и обмен цинка в организме молодняка свиней 126

Учасов Д.С., Ярован Н.И., Сеин О.Б. Эффективность применения пробиотика «Проваген» при технологи еском стрессе у свиней 129

Орлова М.А. Послеоперационные изменения поверхности металлических фиксаторов и костной ткани 132

Экономика АПК

Конкина В.С. Сравнительный анализ основных подходов к управлению затратами в отрасли молочного скотоводства 136

Серёдкин А.Н. Модели производственных сельскохозяйственных кластеров на региональном уровне 142

Сысоева О.Н., Лытнева Н.А., Кышты1мова Е.А. Современные инновационные методики в процессе управления прибылью предприятий потребительской кооперации 146

Синицыша И.В. Основные направления земельно-имущественного менеджмента в контексте инвестиционного развития сельских территорий 153

Воеводская П.О. Теоретические аспекты банковских рисков 158

Гришаев Е.Н. Совершенствование системы оплаты труда руководящего состава сельскохозяйственных предприятий как важнейший элемент коммер еского рас ета 166

Технология пищевых продуктов Бобракова Л.А., Мамаев А.В. Исследование реологических параметров при производстве обогащенного зерненого творога 172

Симоненко Е.А., Шалимова О.А., Емельянов A.A. Разработка технологии применения функциональных наполнителей в рецептуре продукта быстрого приготовления 177

Семенихина В.Ф., Рожкова И.В., Абрамова A.A. Подбор бактериальных культур для производства йогурта с длительным сроком хранения 180

Корниенко О.Н., Ангелюк В.П. Изучение размеров и структуры белково-полисахаридных комплексов в системе творожная сывортка-гуаран 184

Агротехника и охрана труда Коломейченко А.В., Кузнецов И.С. Упрочнение электроискровой обработкой режущих кромок зерноуборо ных машин 187

Михайлов М.Р. К вопросу выбора математической модели оптимизации нагрузки зерноуборочных комбайнов в зависимости от их техни еского состояния 191

Чернышов В.А., Чернышова Л.А. Методическое и программное обеспечение экологической безопасности воздушных линий электропереда и разного класса напряжения 198

Сидоров А.В., Коробко А.В., Чикулаев А.В. Исследование задачи кручения упругих тонкостенных стержней с помощью метода интерполяции по коэффициенту формы области 204

Курочкин A.A., Жосан A.A., Рышов Ю.Н., Головин С.И. Подогрев рапсового масла как способ повышения эффективности использования его в качестве топлива 209

Шестаков Ю.Г., Яковлева Е.В., Полехина Е.В., Алибекова И.В. Новые подходы к совершенствованию системы охраны труда 213

Прокошина Т.С. Анализ травматизма со смертельным и тяжелым исходом на металлообрабатывающих станках в агропромышленном производстве Российской Федерации 217

© ФГБОУ ВПО Орел ГАУ, 2013