CC BY
33
637.147:66.063.94:532.7
ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА ПРИ КОНЦЕНТРИРОВАНИИ ОБРАТНЫМ ОСМОСОМ
Н. С. РОДИОНОВА, к. к. ПОЛЯНСКИЙ
Воронежский технологический институт
За рубежом обратный осмос используется для концентрирования обезжиренного молока, пахты, сыворотки при производстве творога, сыра, йогурта, различных напитков, сухого молока, ЗЦМ [1, 2].
В нашей стране ведутся исследования по обратноосмотическому концентрированию ультрафильтратов сыворотки [3], обезжиренного молока [4], пахты [5].
Разработана технология производства низкожирной сметаны с использованием концентратов обезжиренного молока, полученных обратным осмосом. Получаемый по новой технологии продукт обладает высокой биологической ценностью, по органолептическим свойствам и консистенции не уступает контрольным образцам сметаны жирностью 20 и 30%. Кроме того, значительно сокращается длительность сквашивания и созревания продукта, увеличивается выход готовой продукции из тонны сырья. Положительные результаты проведенных исследований определяют перспективность дальнейшего внедрения обратного осмоса и обратноосмотических концентратов при производстве различных кисло-молочных продуктов.
В этой связи актуально изучение физико-химических и технологических свойств обратноосмотических концентратов молочного сырья.
Приводим экспериментальные данные об изменении свойств обезжиренного молока: состава, активной и титруемой кислотности, буферной емкости, термоустойчивости, тепло- и электропроводности при концентрировании обратным осмосом. Обезжиренное молоко концентрировали на пилотной обратноосмотической установке, укомплектованной элементом рулонного типа ЭРО Э-3/400 с мембранами типа МГА-100 с рабочей поверхностью фильтрации 2,9 м2. Концентрирование проводили в закольцованном режиме с постоянным оттоком пермеата при температуре 45° С, давлении 3,5 МПа. Диапазон исследуемых концентраций составил 10—30% по сухим веществам СВ.
Изменение массовой доли белка, лактозы и мине-
ральных веществ представлены в табл. 1. Таблица 1
Степень концент- Массовая доля, %
рирова- СВ белка лактозы золы
ния
1,0 10 2,86+0,14 5,1+0,24 0,532+0,003
1,5 15 5,87+0,28 6,4+0,31 0,963+0,006
2,0 20 7,20+0,35 9,3+0,47 1,201+0,005
2,5 25 11,02+0,54 12,7+0,64 1,545+0,007
3,0 30 12,50+0,64 15,3+0,67 1,840+0,009
Увеличение массовой доли компонентов молока обусловливает изменение таких показателей, как активная и титруемая кислотность, в результате возрастания концентрации веществ, диссоциирующих с образованием ионов водорода. Установлено, что титруемая кислотность изменяется интенсивнее, чем pH концентратов (табл. 2). Медленное изменение pH объясняется наличием в молоке
ряда буферных систем — белковой, фосфатно{ цитратной, бикарбонатной и т. д., концентраци буферных компонентов увеличивается в процесс обратноосмотического концентрирования (табл. 2)
Таблица
Степень Массо- Активная Титруемая Буферная
концент- вая до- кислот- кислот- емкость
рирова- ля СВ, ность, ность,
ния % pH о т
1,0 10 6,52+0,11 19,1+0,93 2,06+0,10
1,5 15 6,44+0,11 32,5+1,60 2,46+0,12
2,0 20 6,41+0,11 40,8+2,10 3,35+0,16
2,5 25 6,39+0,14 51,6+1,40 7,22+0,33
3,0 30 6,35+0,13 58,0+2,80 8,10+0,40
Для использования в перспективе полученны обратноосмотических концентратов обезжиренног молока при производстве различных молочны продуктов с повышенным содержанием СОМ( необходимо знать их термоустойчивость. Терме устойчивость молока обусловливается способность! казеина оставаться в коллоидальной суспензщ а сывороточных белков — в растворе при воздей ствии высоких температур. Факторы, уменьшающи отрицательный заряд мицелл казеина и толщин гидратной оболочки, например pH, солевое равнове сие, могут снижать термоустойчивость казеина, ; следовательно, и концентратов.
Термоустойчивость концентратов с массово: долей СВ 10—30% определяли по кислотно-кипя тильной пробе и по методике [6] .
По кислотно-кипятильной пробе установлено, чт концентраты с массовой долей СВ до 20% не коагу лируют при добавлении 0,9 мл 0,1 н. НС1. Увели чение количества кислоты до 10 мл вызывает види мую коагуляцию белка. Свертывание концентрато с массовой долей СВ 25 и 30% происходит при вне сении 0,8 и 0,6 мл 0,1 н. раствора НС1 соответственнс
По мере увеличения объема кислоты белковы сгусток уплотняется. Время появления хлопье в концентратах с массовой долей СВ 15, 20, 2Е 30% при определении термостойкости по методик [6] при температуре глицерина в термостатирую щей бане 120° С составляет соответственно 39, 3£ 15, 10 мин. Время появления хлопьев в исходно? обезжиренном молоке — 62 мин.
Таким образом, экспериментальные данные ц термостойкости обратноосмотических концентрато обезжиренного молока позволяют сделать выво, о возможности тепловой обработки практическ во всех режимах, применяемых в молочной промыш ленности с целью пастеризации.
Для расчета теплоотдачи в пастеризационны установках необходимо знание коэффициента тепле проводности, который определяли с помощью би калориметра в интервале температур 20—80° С Перед замерами пробу термостатировали не мене 30 мищ, и вакуумировали для удаления из продуй та паров, влияющих на величину теплопровод ности.
На рис. 1 представлена графическая зависимост теплопроводности А, концентратов при различны
W & го 2S С'’/.
Рис. 2. Значения I, ° С: 1—20, 2—30, 3—40, 4—50
температурах г от массовой доли СВ. Аналитически данная зависимость выражается уравнением:
X = 0,46 +0.0045С -0,0045/.
Электрическая проводимость молока обусловлена наличием в нем ионов Са2+, Ыа+, К+, М§+2 и их диссоционным равновесием. С увеличением концентрации диссоциирующих веществ степень их диссоциации понижается, возрастает межионное взаимодействие. Таким образом, изменение электропроводности может служить критерием оценки степени концентрирования. Установлено, что повы-
шение температуры вызывает пропорциональное увеличение электропроводности. Так, при повышении температуры на 10° С электропроводность повышается примерно на 20%. Графическая зависимость электропроводности G от концентрации С и температуры t показана на рис. 2.
Как известно, электропроводность определяется кондуктометрически с помощью встроенного в поточную линию простого прибора, что позволяет вести непрерывный визуальный контроль по прибору с выводом на запись. В результате математической обработки получена зависимость:
G= 4,154+ 0,0989С— 0,088*.
Таким образом, исследования изменения свойств обезжиренного молока при концентрировании обратным осмосом показывают возможность использования их в технологическом процессе производства традиционных и новых видов молочной продукции.
ВЫВОДЫ
1. Определена динамика изменения массовой доли белка, лактозы, золы в обезжиренном молоке в процессе концентрирования обратным осмосом.
2. Изучено изменение титруемой и активной кислотности, буферной емкости.
3. Термоустойчивость обратноосмотических концентратов обезжиренного молока позволяет подвергать их тепловой обработке с целью пастеризации.
4. Определено изменение тепло- и электропроводности концентратов от массовой доли сухих веществ и температуры.
ЛИТЕРАТУРА
1. Abbot J. et al. Application of reverse osmosis to the manufacture dried whole milk and stimmilk.//J. Dairy Res.—1979,—46,— № 4.— P. 663.
2. D u x о n B. D. Dairy products prepared from reverse osmosis concentrate-market milk products, butter, skim milk powder and joghurt//Austral. J. Dairy Technol.— 1985,—40,— № 3,— P.91.
3. Долниковский В. И., Полянский К. К. Физико-химические свойства продуктов из молочной сыворотки, обработанной мембранными методами//Изв. вузов, Пищевая технология.—1989.— № 2.— С. 84.
4. Полянский К. К., Шаяхметов А. Ш., Родионова Н. С. Концентрирование и разделение растворов обезжиренного молока обратным осмосом// Изв. вузов, Пищевая технология. —1988.— № 6.— С. 56.
5. Мурашов В. В., Маслов А. М., Еремин Г. Е. Исследование закономерностей процесса концентрирования обезжиренного молока и пахты методом обратного осмоса.— В сб.: Интенсификация производства сливочного масла.— Углич: Изд. НПО «Углич», 1989,— С. 35.
6. Владыкина Т. Ф., Вайт кус В. В., С а й-каускене В. Б. Способ определения термостойкости молока и молочных продуктов. А. с. № 1288597.
Кафедра технологии молока
и молочных продуктов Поступила 19.12.89
