Научная статья на тему 'ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИПЕПТИДНОГО КОМПЛЕКСА КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ МОЛОЧНЫХ СИСТЕМ В ПРОЦЕССЕ ФЕРМЕНТИРОВАНИЯ'

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИПЕПТИДНОГО КОМПЛЕКСА КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ МОЛОЧНЫХ СИСТЕМ В ПРОЦЕССЕ ФЕРМЕНТИРОВАНИЯ Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

CC BY
1
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МОЛОКО / ОБРАТНЫЙ ОСМОС / ВАКУУМ-ВЫПАРИВАНИЕ / ФЕРМЕНТАТИВНО-ИНДУЦИРОВАННАЯ КОАГУЛЯЦИЯ / РОТАЦИОННАЯ ВИСКОЗИМЕТРИЯ / ПЕПСИН / ХИМОЗИН

Аннотация научной статьи по прочим сельскохозяйственным наукам, автор научной работы — Кручинин Александр Геннадьевич

Концентрирование молочного сырья посредством различных способов баромембранного разделения в качестве альтернативы традиционному вакуум-выпариванию (ВВ) получает все большее распространение благодаря щадящим режимам сгущения в совокупности с возможностями регулирования состава вырабатываемых концентратов, обусловленного особенностями селективной проницаемости мембран. Различия микро- и макроэлементных соотношений в ретентатах ультрафильтрации, нанофильтрации, микрофильтрации, обратного осмоса (ОО) оказывают существенное влияние на структурно-механические параметры получаемых концентрированных молочных систем. В аспекте рассмотрения специфики селективности ОО-мембран, обеспечивающей практически полную идентичность физико-химических показателей ретентатов молока с традиционными ВВ-концентратами, приобретает актуальность получение новых данных в области сравнительной оценки биотехнологических характеристик полипептидных комплексов ОО- и ВВ-концентрированных молочных систем при направленном ферментативном воздействии. В статье представлены результаты исследования ретентата обратного осмоса, традиционного ВВ-концентрата и исходного обезжиренного молока-сырья в процессе ферментативно-индуцированной коагуляции при использовании инструментального контроля динамической реологии в совокупности с оценкой физико-химических показателей модельных ферментированных сгустков (коагулятов), полученных из экспериментальных образцов. Наилучшие структурно-механические характеристики (продолжительность индукционного периода и фазы массовой коагуляции, динамическая вязкость в гель-точке) в сочетании с оптимальными технологическими параметрами (выход коагулята, массовые доли белка и влаги сгустков) показали образцы ОО-ретентата, закономерно превосходя аналогичные критериальные значения для обезжиренного молока. Самая низкая способность к гелеобразованию отмечена в пробах ВВ-концентрата, значительно уступавшего по всем исследуемым параметрам не только образцам ОО-ретентата, но и исходного обезжиренного молока-сырья. Полученные данные подтвердили, что на этапе предварительного концентрирования молока использование обратноосмотического разделения перспективнее, чем традиционное вакуум-выпаривание. В то же время применение ВВ-концентратов может являться приоритетным в производстве некоторых групп ферментированных молочных продуктов, характеризующихся мягкой (мажущейся) консистенцией и высокой влажностью коагулятов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим сельскохозяйственным наукам , автор научной работы — Кручинин Александр Геннадьевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

STUDY OF THE STRUCTURAL AND MECHANICAL CHARACTERISTICS OF THE POLYPEPTIDE COMPLEX OF CONCENTRATED DAIRY SYSTEMS IN THE FERMENTATION PROCESS

The concentration of milk raw materials by means of various methods of baromembrane separation as an alternative to traditional vacuum evaporation (VV) is becoming more widespread due to gentle thickening modes in combination with the ability to control the composition of the produced concentrates due to the features of the selective permeability of membranes. Differences in micro- and macro-element ratios in retentates of ultrafiltration, nanofiltration, microfiltration, reverse osmosis (RO) have a significant impact on the structural and mechanical parameters of the resulting concentrated dairy systems. In the aspect of considering the specificity of the selectivity of OO-membranes, which ensures almost complete identity of the physicochemical parameters of milk retentates with traditional BB-concentrates, it becomes relevant to obtain new data in the field of comparative assessment of the biotechnological characteristics of polypeptide complexes of OO- and BB-concentrated milk systems under directed enzymatic action. The article presents the results of a study of a reverse osmosis retentate, a traditional explosive concentrate and the original skimmed raw milk in the process of enzymatically induced coagulation using instrumental control of dynamic rheology in conjunction with an assessment of the physicochemical parameters of model fermented clots (coagulates) obtained from experimental samples. The best structural and mechanical characteristics (duration of the induction period and phase of mass coagulation, dynamic viscosity in the gel point) in combination with optimal technological parameters (coagulate yield, mass fractions of protein and moisture of clots) showed samples of RO-retentate, naturally exceeding similar criterion values for skimmed milk. The lowest ability to gel formation was noted in the samples of the explosive concentrate, which was significantly inferior in all the studied parameters not only to the samples of the RO retentate, but also to the original skimmed raw milk. The obtained data confirmed that at the stage of pre-concentration of milk, the use of reverse osmosis separation is more promising than traditional vacuum evaporation. At the same time, the use of explosive concentrates may be a priority in the production of some groups of fermented dairy products, characterized by a soft (smearable) texture and high moisture content of coagulates.

Текст научной работы на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИПЕПТИДНОГО КОМПЛЕКСА КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ МОЛОЧНЫХ СИСТЕМ В ПРОЦЕССЕ ФЕРМЕНТИРОВАНИЯ»

международная научно-практическая конференция , t „Молоко 2050: наукоемкие РЕШЕНИЯ

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ

Научная статья

УДК 637.136.5/637.14

DOI: 10.52653/PPI.2022.3.3.008

исследование структурно-механических характеристик полипептидного комплекса концентрированных молочных систем в процессе ферментирования

Александр Геннадьевич кручинин

внии молочной промышленности, москва, a_kruchinin@vnimi.org

Аннотация. Концентрирование молочного сырья посредством различных способов баромембранного разделения в качестве альтернативы традиционному вакуум-выпариванию (ВВ) получает все большее распространение благодаря щадящим режимам сгущения в совокупности с возможностями регулирования состава вырабатываемых концентратов, обусловленного особенностями селективной проницаемости мембран. Различия микро- и макроэлементных соотношений в ретентатах ультрафильтрации, нанофильтрации, микрофильтрации, обратного осмоса (ОО) оказывают существенное влияние на структурно-механические параметры получаемых концентрированных молочных систем. В аспекте рассмотрения специфики селективности ОО-мембран, обеспечивающей практически полную идентичность физико-химических показателей ретентатов молока с традиционными ВВ-концентратами, приобретает актуальность получение новых данных в области сравнительной оценки биотехнологических характеристик полипептидных комплексов ОО- и ВВ-концентрированных молочных систем при направленном ферментативном воздействии. В статье представлены результаты исследования ретентата обратного осмоса, традиционного ВВ-концентрата и исходного обезжиренного молока-сырья в процессе ферментативно-индуцированной коагуляции при использовании инструментального контроля динамической реологии в совокупности с оценкой физико-химических показателей модельных ферментированных сгустков (коагулятов), полученных из экспериментальных образцов. Наилучшие структурно-механические характеристики (продолжительность индукционного периода и фазы массовой коагуляции, динамическая вязкость в гель-точке) в сочетании с оптимальными технологическими параметрами (выход коагулята, массовые доли белка и влаги сгустков) показали образцы ОО-ретентата, закономерно превосходя аналогичные критериальные значения для обезжиренного молока. Самая низкая способность к гелеобразованию отмечена в пробах ВВ-концентрата, значительно уступавшего по всем исследуемым параметрам не только образцам ОО-ретентата, но и исходного обезжиренного молока-сырья. Полученные данные подтвердили, что на этапе предварительного концентрирования молока использование обратноосмотического разделения перспективнее, чем традиционное вакуум-выпаривание. В то же время применение ВВ-концентратов может являться приоритетным в производстве некоторых групп ферментированных молочных продуктов, характеризующихся мягкой (мажущейся) консистенцией и высокой влажностью коагулятов.

Ключевые слова: молоко, обратный осмос, вакуум-выпаривание, ферментативно-индуцированная коагуляция, ротационная вискозиметрия, пепсин, химозин

Для цитирования: Кручинин А. Г. Исследование структурно-механических характеристик полипептидного комплекса концентрированных молочных систем в процессе ферментирования // Пищевая промышленность. 2022. № 3. С. 32-35.

Original article

Study of the structural and mechanical characteristics of the polypeptide complex of concentrated dairy systems in the fermentation process

Alexander G. Kruchinin

All-Russian Dairy Research Institute, Moscow, _kruchinin@vnimi.org

Abstract. The concentration of milk raw materials by means of various methods of baromembrane separation as an alternative to traditional vacuum evaporation (VV) is becoming more widespread due to gentle thickening modes in combination with the ability to control the composition of the produced concentrates due to the features of the selective permeability of membranes. Differences in micro- and macro-element ratios in retentates of ultrafiltration, nanofiltration, microfiltration, reverse osmosis (RO) have a significant impact on the structural and mechanical parameters of the resulting concentrated dairy systems. In the aspect of considering the specificity of the selectivity of OO-membranes, which ensures almost complete identity of the physicochemical parameters of milk retentates with traditional BB-concentrates, it becomes relevant to obtain new data in the field of comparative assessment of the biotechnological characteristics of polypeptide complexes of OO- and BB-concentrated milk systems under directed enzymatic action. The article presents the results of a study of a reverse osmosis retentate, a traditional explosive concentrate and the original skimmed raw milk in the process of enzymatically induced coagulation using instrumental control of dynamic rheology in conjunction with an assessment of the physicochemical parameters of model fermented clots (coagulates) obtained from experimental samples. The best structural and mechanical characteristics (duration of the induction period and phase of mass coagulation, dynamic viscosity in the gel point) in combination with optimal technological parameters (coagulate yield, mass fractions of protein and moisture of clots) showed samples of RO-retentate, naturally exceeding similar criterion values for skimmed milk. The lowest ability to gel formation was noted in the samples of the explosive concentrate, which was significantly inferior in all the studied parameters not only to the samples of the RO retentate, but also to the original skimmed raw milk. The obtained data confirmed that at the stage of pre-concentration of milk, the use of reverse osmosis separation is more promising than traditional vacuum evaporation. At the same time, the use of explosive concentrates may be a priority in the production of some groups of fermented dairy products, characterized by a soft (smearable) texture and high moisture content of coagulates.

Keywords: milk, reverse osmosis, vacuum evaporation, enzymatically induced coagulation, rotational viscometry, pepsin, chymosin

For citation: Kruchinin A. G. Study of the structural and mechanical characteristics of the polypeptide complex of concentrated dairy systems in the fermentation process // Food processing industry. 2022;(1):32-35 (In Russ.).

Автор, ответственный за переписку: Александр Геннадьевич Кручинин, a_kruchinin@vnimi.org

Corresponding author: Alexander G. Kruchinin, a_kruchinin@vnimi.org

© Кручинин А. Г., 2022

32

3/2022 пищевая промышленность issn 0235-2486

МОЛОКО 2050: НАУКОЕМКИЕ РЕШЕНИЯ^

_BHI

AND TECHNOLOGY

Введение. Концентрирование молочного сырья, как значимого источника полипептидных комплексов, обеспечивающих биотехнологические показатели пищевых систем, является одной из важных технологических операций, широко распространенной на сегодняшний день в производстве. Альтернативой традиционному сгущению посредством вакуум-выпаривания становится повсеместное использование процессов баромембран-ного разделения молочного сырья, позволяющих за счет особенностей технологии предварительно концентрировать и вариативно стандартизировать его состав [1].

Основные способы баромембранного разделения в настоящее время представлены микрофильтрацией (МФ), ультрафильтрацией (УФ), нанофильтрацией (НФ) и обратным осмосом (ОО) [2]. Их преимущества перед классическим вакуум-выпариванием (ВВ) заключаются в применении более щадящих температурных режимов обработки молока (от 4 до 50 °С), позволяющих максимально снизить деструктивное воздействие на состояние белковых фракций. Наряду с этим баромем-бранные методы способствуют повышению экологичности и снижению энергоемкости производства, создавая благоприятные условия концентрирования полипептидных систем для дальнейшего использования в различных пищевых технологиях с наименьшими затратами [3, 4].

Различия в химическом составе и биотехнологических свойствах ретентатов, получаемых посредством МФ, УФ, НФ, ОО, обусловлены особенностями селективной проницаемости мембран, позволяющей варьировать содержание конкретных микро- и макроэлементов, соответственно регулируя биотехнологические и структурно-механические параметры получаемых концентрированных молочных систем. При этом только метод обратного осмоса обеспечивает практически полную идентичность физико-химического состава ретентатов с традиционными ВВ-концентратами. Учитывая специфику обратноосмотического разделения, представляется актуальным получение новых исследовательских данных в области сравнительной оценки структурно-механических изменений белковых профилей ОО- и ВВ-концентратов при направленном ферментативном воздействии [5-7].

Целью исследования - изучение реологических и биотехнологических изменений в ретентате обезжиренного молока, полученном посредством обратноосмо-тического разделения, а также в молочном концентрате, выработанном путем вакуумного выпаривания в сравнении с исходным обезжиренным молоком-сырьем в процессе ферментативно-индуцированной коагуляции. Исследование осуществляли при комплексном использовании инструментального контроля динамической реологии в совокупности с оценкой физико-химических параметров модельных ферментированных сгустков (коагулятов), полученных из экспериментальных образцов.

объекты и методы исследований. В качестве экспериментальных объектов были выбраны молоко коровье пастеризованное обезжиренное (образец А), соответствующее I классу по сыропригодности (ГОСТ 32901-2014, п.8.2); ретентат, полученный из части образца А посредством баромембранного разделения - обратного осмоса (образец В), с объемным фактором концентрирования 1,5; концентрат, полученный из другой части образца А путем вакуумного выпаривания со степенью сгущения по сухим веществам 1,5, обеспечивающей сопоставимость физико-химического состава объектов исследования (образец с); протеолитические ферменты микробиального и животного происхождения - химозин (Х) и пепсин (П) активностью 100 тыс. у.е.

Динамическую вязкость (п, сПз) ферментированных объектов исследования определяли на ротационном вискозиметре Вгоок^еИ DV-II+Pro (рис. 1), в камере SС4-13R(P), с применением измерительного шпинделя SC4-3.

В процессе пробоподготовки цельное сырое молоко подогревали до температуры 40...45 °С и сепарировали с использованием лабораторного сепаратора-сливкоотделителя MilkyDay FJ 90 РР (Австрия) до массовой доли жира 0,05 % (образец А). Обезжиренное молоко А пастеризовали при (72±2) °С с выдержкой 15-20 с. Часть молока А охлаждали до температуры (16±2) °С и подвергали баромембранному разделению на пилотной установке АЬ362 с блоком мембранных элементов, изготовленных из полиэфирсульфона с порогом задержки 0,1 нм до массовой доли сухих веществ (СВ) ретентата 14,42 (образец В). Другую часть молока А подвергали вакуум-выпариванию на однокорпусном лабораторном аппарате при температуре (70±2) °С и разряжении 0,09 МПа до массовой доли сухих веществ 14,33 (образец С).

Расширенный анализ объектов исследования на соответствие требованиям, регламентированным для пастеризованного молока и обезжиренного сгущенного молока-сырья, выполняли посредством как общепринятых методов, так и рекомендованных [4].

результаты и их обсуждение. По

результатам физико-химического и санитарно-гигиенического контроля образцов А, В и С было установлено их соответствие требованиям нормативной и технической документации. На рис. 1 визуализированы наиболее значимые для проводимого исследования показатели.

Из представленных данных видно, что, активная кислотность образцов А, В и С варьировалась в слабокислом диапазоне: от 6,69 до 6,53, являющемся благоприятным для ферментативной коагуляции. При этом титруемая кислотность составляла 17,5 °т для образца А и 26,0 °т для образцов В и С, что закономерно обусловлено факторами концентрирования и идентичностью белково-минерального состава концентратов.

Анализ физико-химических показателей объектов исследования в процессе сгущения также выявил, что за счет селективной специфичности обратноосмоти-ческой обработки химический состав полученного ретентата (образец В) являлся максимально сопоставимым с составом ВВ-концентрата, выработанного традиционным способом (Образец С). В сухом обезжиренном молочном остатке образцов В и С содержалось 53 % лактозы, 35,7 % белка и около 8 % минеральных веществ, что подтверждает полное сохранение соотношений основных составных частей молока.

Для определения влияния повышенного содержания минеральных веществ и лактозы в совокупности с особенностями воздействия технологических режимов концентрирования на состояние полипептидных систем концентратов в процессе коагуляции, выраженное в изменении структурно-механических характеристик гелей при ферментативном воздействии, в объектах исследования был проведен анализ кинетики гелеобразования инструментальным методом (ротационной вискозиметрии).

Перед выполнением измерений в камеру прибора отмеряли 10 мл анализируемой пробы с температурой (40±1) °С и в течение (10±2) мин термостатировали при этой же температуре на водяной бане. Затем в образец вносили 0,1 мл 10%-ного раствора химозина (образцы А-Х1,

Образец А Образец В Образец

Рис. 1. Основные физико-химические показатели экспериментальных моделей

Международная научно-практическая конференция Молоко 2050: НАУКОЕМКИЕ РЕШЕНИЯ

ТЕХНИКАИТЕХНОЛОГИ^^

В-Х1, С-Х1) или пепсина (образцы А-П1, В-П1, С-П1), интенсивно перемешивали в течение 10 сек и немедленно помещали камеру в термостат прибора с температурой (40±1) °С при одновременном запуске вращения шпинделя с минимальной постоянной скоростью 10 об/мин. В продолжение 5-9 мин осуществляли регистрацию показателей эффективной вязкости с интервалом 5 с. Для каждой из проб проводили не менее трех повторных измерений в диапазоне эффективной вязкости от 0,0 до 2000 сПз, с последующим построением графических зависимостей (рис. 2).

На полученных динамических реограм-мах отчетливо можно выделить лаг-фазу, соответствующую нулевой динамической вязкости в процессе индукционного периода; стадию массовой коагуляции (повышение динамической вязкости до пика гелеобразования); гель-точку, соответствующую максимальной динамической вязкости (птах), и стадию синерезиса, выраженную снижением динамической вязкости до исходных нулевых значений в процессе разрушения сгустка [5].

Анализ данных, представленных на рис. 2, показал наилучшую плотность гелей в образцах В-Х1 и В-П1, выраженную динамической вязкостью на пике геле-образования, в 2,8 и 3,0 раза превышающей максимальную вязкость исходного молока (образцы А-Х1, А-П1), и в 7,0 и 7,2 раза аналогичный показатель образцов С-Х1 и С-П1. При этом следует отметить незначительные различия по продолжительности индукционного периода между образцами В-Х1 и А-Х1, В-П1 и А-П1, выраженные в запаздывании на 10-15 с начала стадии массовой коагуляции и достижения гель-точки, а также более короткий период синерезиса (на 56-й с и 70-й с) в пробах А-Х1 и А-П1 соответственно, что также указывает на более интенсивное структурообразование и повышенную прочность сгустка, полученного из ОО-ретентата (образцы В-Х1 и В-П1). Кинетическая картина гелеобразо-вания проб С-Х1, С-П1 демонстрировала не только самые низкие реологические показатели в гель-точках, но и ощутимое превышение продолжительности индук-

ционного периода (в 1,7 и 1,5 раза для образцов с химозином (Х) и пепсином (П) соответственно).

Сравнительная оценка реограмм на рис. 2 с позиции использования различных мо-локосвертывающих препаратов не выявила существенных различий по показателям максимальной динамической вязкости в образцах, ферментированных Х и П, однако в пробах с химозином в-Х1 и А-Х1 можно отметить наиболее активное завершение лаг-фазы (на 50 и 60 с короче продолжительности индукционного периода в образцах с пепсином в-П1 и А-П1) и наименьшую совокупную продолжительность всех этапов ферментативной коагуляции (на 10-15 % короче), что свидетельствует о более высокой интенсивности гелеобразо-вания с использованием химозина.

Следующий этап эксперимента состоял в изучении физико-химических показателей и динамики формирования ферментативно-индуцированных модельных сгустков (коагулятов), полученных из образцов А, В и С посредством термоста-тирования анализируемых проб с заданным количеством молокосвертывающих препаратов (Х и П).

В трех высоких лабораторных стаканах вместимостью 250 мл взвешивали по 150 г от каждого образца (А, В и С) с температурой (38±1) °С и прибавляли по 5 г 1 %-ного раствора Х для составления моделей А-Х2, В-Х2 и С-Х2, в трех других -по 150 г образцов А, В и С с температурой (38±1) °С и по 5 г 1 %-ного раствора П для моделей А-П2, В-П2 и С-П2. Полученные образцы тщательно перемешивали и термостатировали при (38±1) °С для проведения ферментативно-индуцированной коагуляции до образования плотных гелей с хорошим синерезисом.

Визуальный контроль процесса геле-образования выявил начало массовой коагуляции в образцах А-Х2, А-П2, В-Х2, В-П2 через 15 мин, а спустя 30-35 мин -признаки синерезиса. После 180 мин термостатирования в пробах А-Х2, А-П2, В-Х2, В-П2 были сформированы плотные коагуляты с отделением чистой прозрачной сыворотки. В образцах С-Х2 и С-П2 начало массовой коагуляции было отмечено только после 40 мин термостатиро-

вания, а общая продолжительность выдержки составила 360 мин. Однако даже в результате длительного ферментирования в этих пробах не было получено сформированных сгустков. Неплотная, мажущаяся структура и невыраженный синерезис исключили возможность определения массы коагулятов образцов С-Х2 и С-П2. Общие результаты физико-химического контроля полученных сгустков представлены в таблице.

Как видно из представленных данных, для всех исследуемых проб отмечена тенденция наилучшего сохранения белка в сгустках с химозином, особенно в исходном молоке и ретентате обратного осмоса, где массовая доля белка коагулята, ферментированного химозином, на 10 % и 7 % соответственно превышала аналогичный показатель в образцах с пепсином. В то же время образцы с пепсином показали наибольший выход сгустков (на 6-12 % превышающий подобные показатели в образцах с химозином) в совокупности с наиболее высокой массовой долей влаги в коагуляте.

Экспериментальными данными подтверждено, что при сопоставимом физико-химическом составе ОО-ретентата с ВВ-концентратом длительное воздействие тепловой обработки при сгущении последнего оказало негативное влияние на эффективность коагуляции и плотность при формировании структуры коагулятов в образцах С-Х2 и С-П2. В процессе классического вакуумного выпаривания в концентрированном молоке происходит частичное комплексообразование к-казеина с р-лактоглобулином, которое сопровождается увеличением размеров и повышением гидрофильности казеиновых мицелл, способствуя снижению плотности сгустка и степени синерезиса. В данном исследовании образцы ВВ-концентрата показали крайне низкую реактивность субстрат-ферментного взаимоотношения к дестабилизации мицелл казеина и, как следствие, к образованию плотного сгустка.

В целом по результатам эксперимента наилучшие структурно-механические свойства, характеризующиеся совокупностью реологических параметров

500 и 450

£ 350

^ зоо р;

§ 250

I 200

5 150 2.

I 100 4 50 о

"Образец А-Х1 —Образец В-Х1 Образец С-Х1 _

Т]у.|\

Чтвх

/ч \ Птл\

!

1/ —V

■ щ 'О ^ ^ ь

Г1 Г1 "ч <"ч <-: <-: <-. •г г

Продолжительность, с

1) 2) Рис. 2. Реограммы ферментативно-индуцированной коагуляции экспериментальных моделей обезжиренного молока, ОО-ретентата и ВВ-концентрата: 1) с химозином, 2) с пепсином

34 3/2022 пищевая промышленность issn 0235-2486

МОЛОКО 2050: НАУКОЕМКИЕ РЕШЕНИЯ^

_BHI

AND TECHNOLOGY

Показатели ферментативной коагуляции в экспериментальных моделях

Показатель А-Х2 А-П2 В-Х2 В-П2 С-Х2 С-П2

Продолжительность индукционного периода, мин 15 15 15 15 40 40

Продолжительность ферментирования, мин 180 180 180 180 360 360

Масса пробы, г 150 150 150 150 150 150

Масса коагулята, г 23,88 27,08 36,60 38,70 Мажущийся сгусток Мажущийся сгусток

Массовая доля сухих веществ в коагуляте,% 24,8 23,27 27,75 26,10 17,41 17,06

Массовая доля общего белка в коагуляте, % 17,85 16,07 18,50 17,20 15,31 14,83

полипептидных систем (продолжительность индукционного периода и фазы массовой коагуляции, динамическая вязкость в гель-точке), в сочетании с оптимальными технологическими показателями (выход коагулята, массовые доли белка и влаги сгустков) показали образцы ОО-ретентата, закономерно превосходя аналогичные критериальные значения для обезжиренного молока. Самая низкая способность к гелеобразованию отмечена на всех этапах эксперимента в пробах ВВ-концентрата, значительно уступавшего по исследуемым реологическим и технологическим характеристикам не только образцам ОО-ретентата, но и исходного обезжиренного молока-сырья.

Заключение. Анализируя полученные экспериментальные данные, можно сделать вывод, что применение обратного осмоса в качестве способа предварительного концентрирования обезжиренного молока представляет собой более перспективную технологию сгущения в молочной промышленности, чем традиционное вакуум-выпаривание.

Метод обратноосмотической обработки позволяет получить концентрированную полипептидную молочную систему с сохранением баланса составных частей, соответствующих ВВ-концентрату. Благодаря щадящим температурным режимам баро-мембранного разделения реологические характеристики и биотехнологические показатели ферментируемого ретентата во многом превосходят показатели концентрата, получаемого традиционным вакуум-выпариванием, при максимальном сохранении органолептических и нативных качеств сырья в совокупности с более низкими производственными затратами.

Наряду с этим использование специальных технологических приемов, обеспечивающих частичную деминерализацию молочного комплекса в процессе сгущения (например, диафильтрация, подкисление), предоставляет определен-

ные преимущества и делает возможным применение ВВ-концентратов для производства таких групп ферментированных молочных продуктов, как некоторые виды йогуртов, паст, творожных сыров, характеризующихся мягкой (мажущейся) консистенцией и высокой влажностью коагулятов.

Список источников

1. Torkova A., Tsentalovich M., Fedorova T. V., Ryazantzeva K., Agarkova E. Y., Kruchinin A. Cheese whey catalytic conversion for obtaining a bioactive hydrolysate with reduced antigenicity // Current Research in Nutrition and Food Science. 2016. Vol. 4. No. 2. Special Issue. P. 182-196. DOI: 10.12944/ CRNFSJ.4.SPECIAL-ISSUE-OCTOBER.24.

2. Lauzin A., Pouliot Y., Britten M. Understanding the differences in cheese-making properties between reverse osmosis and ultrafiltration concentrates // Journal of Dairy Science. 2020. Vol. 103 (1). P. 201-209. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2019-16542.

3. Malacarne M., Franceschi P., Formaggioni P., Sandri S., Mariani P., Summer A. Influence of miceUar calcium and phosphorus on rennet coagulation properties of cow's milk // Journal of Dairy Research. 2013. Vol. 81. No. 2. P. 1-8. DOI: 10.1017/S0022029913000630.

4. Семенихина В. Ф., Рожкова И. В., Бегуно-ва А. В., Раскошная Т. А., Ширшова Т. И. Влияние микробиологических и технологических факторов на качество творога // Контроль качества продукции. 2018. № 5. С. 53-57.

5. Майоров А. А., Сиденко Ю. А., Мусина О. Н. Новые наукоемкие приемы оценки реологических свойств в сыроделии: изучение процессов свертывания молока и формирования структуры сгустка // Техника и технология пищевых производств. 2017. Т. 45. № 2. С. 55-61. D0I:10.21179/2074-9414-2017-2-55-61.

6. Агаркова Е. Ю., Рязанцева К. А., Шер-стнева Н. Е., Агарков А. А. Перспективные направления совершенствования мембранных технологий // Актуальные вопросы молочной промышленности, межотраслевые технологии и системы управления качеством. 2020.

T. 1. № 1 (1). C. 21-28. DOI: 10.37442/978-56043854-1-8-2020-1-21-28.

7. Lauzin A., Dussault-Chouinar I., Britten M., Pouliot Y. Impact of membrane selectivity on the compositional characteristics and model cheese-making properties of liquid pre-cheese concentrates // International Dairy Journal. 2018. No. 83. P. 34-42. DOI: 10.1016/j. idairyj.2018.03.010.

References

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Torkova A., Tsentalovich M., Fedorova T. V., Ryazantzeva K., Agarkova E. Y., Kruchinin A. Cheese whey catalytic conversion for obtaining a bioactive hydrolysate with reduced antigenicity. Current Research in Nutrition and Food Science. 2016;4(2):182-196. Special Issue. DOI: 10.12944/CRNFSJ.4.SPECIAL-ISSUE-OCTOBER.24.

2. Lauzin A., Pouliot Y., Britten M. Understanding the differences in cheese-making properties between reverse osmosis and ultrafiltration concentrates. Journal of Dairy Science. 2020;103(1):201-209. D0I:10.3168/ jds.2019-16542.

3. Malacarne M., Franceschi P., Formaggioni P., Sandri S., Mariani P., Summer A. Influence of micellar calcium and phosphorus on rennet coagulation properties of cows milk. Journal of Dairy Research. 2013;81(2):1-8. DOI: 10.1017/ S0022029913000630.

4. Semenikhina V. F., Rozhkova I. V., Be-gunova A. V., Raskoshnaya T. A., Shirshova T. I. Influence of microbiological and technological factors on the quality of cottage cheese. Kon-trol' kachestva produkcii = Production quality control. 2018;(5):53-57 (In Russ.).

5. Mayorov A. A., Sidenko Yu. A., Musina O. N. New high-tech methods of rheological properties evaluation in cheesemaking: study of milk coagulation and formation of cheese curd structure. Tekhnika i tekhnologiya pis-chevyh proizvodstv = Food processing: techniques and technology. 2017;45(2):55-61 (In Russ.). DOI:10.21179/2074-9414-2017-2-55-61.

6. Agarkova E. Yu., Ryazantseva K. A., Sher-stneva N. E., Agarkov A. A. The perspective trends of the membrane technologies improvement. Aktual'nye voprosy molochnoj promysh-lennosti, mezhotraslevye tekhnologii i sistemy upravleniya kachestvom = Actual issues of the dairy industry, cross-industry technologies and quality management systems. 2020;1(1/1): 2128 (In Russ.). DOI: 10.37442/978-5-60438541-8-2020-1-21-28.

7. Lauzin A., Dussault-Chouinar I., Britten M., Pouliot Y. Impact of membrane selectivity on the compositional characteristics and model cheese-making properties of liquid pre-cheese concentrates. International Dairy Journal. 2018;(83):34-42. DOI: 10.1016/j. idairyj.2018.03.010.

Информация об авторе

Кручинин Александр Геннадьевич, канд. техн. наук Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности, 115093, Москва, ул. Люсиновская д. 35, к. 7, a_kruchinin@vnimi.org

Information about the author

Alexander G. Kruchinin, Candidate of Technical Sciences

All-Russian Dairy Research Institute, 35, bld. 7, Lusinovskaya str.,

Moscow, 115093, a_kruchinin@vnimi.org

Статья поступила в редакцию 25.01.2022; одобрена после рецензирования 31.01.2022; принята к публикации 01.02.2022. The article was submitted 25.01.2022; approved after reviewing 31.01.2022; accepted for publication 01.02.2022.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.