CC BY
117
— ТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ —
УДК 637.14:62-404.9
А.Н. Архипов, И.Ю. Трифонов, А.И. Лосева РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПАСТООБРАЗНЫХ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
Исследовано влияние величины зазора между ротором и статором на величину среднего диаметра мицелл казеина при формировании пастообразных молочных продуктов в установке гидродинамического измельчителя-диспергатора. Определены рациональные параметры технологического процесса. Показано, что в установке гидродинамического измельчителя-диспергатора способность к диспергированию молочно-белковых концентратов выше по сравнению с традиционным способом. Изучены состав и свойства разработанных пастообразных молочных продуктов. Установлена продолжительность хранения.
Пастообразные молочные продукты, измельчитель-диспергатор, рецептура, биологическая ценность.
Введение
К настоящему времени производство продуктов питания является одним из ключевых факторов обеспечения экономической безопасности страны. Это положение закреплено законодательными и нормативными актами, действующими на территории России. Важнейшее место при этом отводится молочной отрасли, в задачи которой входит рациональное и более полное использование частей молока с целью создания такого ассортимента молочной продукции, который удовлетворял бы спрос потребителей.
Большим резервом повышения эффективности использования сырьевых ресурсов, в том числе обезжиренного молока, является комплексная и рациональная переработка молочного сырья и увеличение выпуска продуктов на основе молочно-белковых концентратов (МБК), которые имеют преимущества перед цельным и сгущенным молоком: в них значительная концентрация белковых веществ, они обладают хорошими технологическими свойствами.
Разработка широкого ассортимента продуктов питания, повышение их биологической ценности, а также создание продуктов с учетом требований рационального и здорового питания являются актуальными проблемами современной пищевой промышленности. Интерес к белкам молока и пастообразным продуктам на их основе является движущей силой для ученых и практиков в области поиска новых ресурсосберегающих технологий.
В настоящее время для оптимизации технологических процессов успешно реализована задача совмещения всех операций в одной установке. Решение этой задачи потребовало создания новой оригинальной конструкции гидродинамического измельчителя-диспергатора. Подобная интенсификация обусловлена многофакторным воздействием (механическим, гидродинамическим, гидроакустическим) на обрабатываемую жидкую гетерогенную среду. Все вышеизложенное указывает на актуальность разработки технологий пастообразных молочных продуктов с использованием молочно-белковых концентратов в гидродинамическом измельчителе-диспергаторе.
Объекты и методы исследований
Объектами исследований являлись: молоко коровье сырое не ниже II сорта по ГОСТ 13264; сливки,
полученные при сепарировании коровьего молока (ГОСТ Р 52054); молоко коровье обезжиренное без посторонних привкусов и запахов, кислотностью не более 20 оТ, полученное при сепарировании молока коровьего сырого соответствующего сорта; сухое обезжиренное молоко (ГОСТ 10970); лиофилизиро-ванные культуры прямого внесения FD-DVS CH-N-19 (состоящие из Lactococcus lactis spb. cremoris, Lacto-coccus lactis spb. lactis, Leuconostoc mesenteroidis spb. cremoris, Lactococcus lactis spb. lactis biovar diacetylac-tis) и EZAL U-D MYE 96 (состоящие из Streptococcus termophilus, Lactobacterium delbrueckii spb. bulgaricus); свиной пепсин (Московский завод сычужного фермента); вода питьевая (ГОСТ 2874); стабилизаторы консистенции и соли-плавители, а также вспомогательное сырье и материалы, отвечающие требованиям действующей технической документации.
В работе было проанализировано влияние различных видов обработки на изменение свойств МБК при формировании структуры пастообразных молочных продуктов. Варьируя факторы технологического процесса и соотношение компонентов рецептуры, получали рациональные параметры технологического процесса, которые позволяли реализовать на практике интенсивную технологию получения пастообразных молочных продуктов заданного уровня качества.
Для проведения испытаний использовали разработанную, изготовленную и смонтированную во ВНИМИ экспериментальную установку (рис. 1).
Рис. 1. Гидродинамический измельчитель-диспергатор ГИД-100/1
Г идродинамический измельчитель-диспергатор ГИД-100/1 с наружным диаметром ротора 100 мм и геометрической вместимостью чаши 1 литр предназначен для измельчения, диспергирования, газона-полнения, термообработки жидких, вязких и пастообразных пищевых продуктов с возможностью подключения к вакуум-насосу. Диспергатор имеет климатическое исполнение УХЛ, категорию размещения 4.2 по ГОСТ 15150-69 и предназначен для работы при температуре от 10 до 35 °С и относительной влажности воздуха не более 80 %.
При проведении исследований использовали общепринятые, стандартные и оригинальные методы исследований, в том числе физико-химические, структурно-механические, микробиологические.
Результаты и их обсуждение
Важным параметром работы установки ГИД-100/1 является величина зазора между ротором и статором. Изменение величины зазора способствует изменению дисперсности перемешиваемых компонентов и оказывает значительное влияние на свойства обрабатываемого продукта. Для выбора рациональных значений зазора рассматриваемый технический параметр варьировали от 0,5 до 2,5 мм. Кроме того, в процессе исследования вносили различное количество добавки фонакон, влияющей на консистенцию системы. По результатам проведенных исследований можно сделать вывод о том, что изменение зазора между ротором и статором установки ГИД-100/1 при отсутствии фосфатной добавки не оказывает влияния на средний диаметр мицелл ни у одного образца. При внесении фосфатной добавки изменение зазора в сторону уменьшения или увеличения оказывает существенное влияние на величину среднего диаметра мицелл. Так, уменьшение зазора с 1,5 до 0,5 мм и количество фосфатной добавки 0,1 % приводит к уменьшению среднего диаметра мицелл у МБК-ФП, МБК-ММ, МБК-УФ на 4,9; 9,3 и 11,3 % соответственно. Увеличение дозы фосфатной добавки до 0,7 % и использование величины зазора
0,5 мм также является причиной резкого уменьшения среднего диаметра мицелл.
Для улучшения эмульгирования жира и получения более однородной структуры ПМП непосредственно после тепловой обработки системы необходимо провести гомогенизацию. Параметры гомогенизации по-разному влияют на средний диаметр частиц жировой фазы. Средний диаметр частиц жировой фазы зависит от выбранной температуры и давления гомогенизации, а также от использованного в рецептуре молочно-белкового концентрата.
Анализ результатов проведенных исследований показывает, что при увеличении давления гомогенизации происходит уменьшение среднего диаметра частиц жировой фазы. Выявлено, что способ с использованием установки ГИД-100/1 позволяет получить частицы жировой фазы со значительно меньшим средним диаметром, чем в случае обработки образца по традиционному способу при более высокой температуре.
В целом можно констатировать, что использование в рецептуре ПМП различных молочно-белковых концентратов также оказывает существенное влия-
ние на размер жировой фазы. Показана следующая закономерность: чем больше массовая доля влаги, тем в меньшей степени происходят изменения с жировой фазой продукта.
Полученные данные доказывают перспективность использования гидродинамического измельчителя-диспергатора в технологии пастообразных молочных продуктов не только для минимизации размеров частиц жировой фазы, но и для равномерного обеспечения консистенции путем диспергирования белковых частиц.
На основании проведенных исследований разработана технология пастообразных молочных продуктов с использованием гидродинамического из-мельчителя-диспергатора ГИД-100/1. Технологический процесс осуществляют согласно схеме, представленной на рис. 2.
Рис. 2. Принципиальная технологическая схема получения пастообразного молочного продукта в установке ГИД-100/1
Рецептура на пастообразный молочный продукт представлена в табл. 1.
Таблица 1
Рецептура на пастообразный молочный продукт (на тонну в кг)
Наименование и состав сырья Расход сырья (в кг на 1 т)
Сыр российский с массовой долей сухого вещества 58 % и жира в сухом веществе 50 % 122,4
МБК 693,57
Масло сливочное крестьянское с массовой долей сухого вещества 75 %, жира 72,5 % 81,57
Молоко сгущенное с сахаром 122,4
Натрий двууглекислый 0,06
ВСЕГО 1020
Полученный пастообразный молочный продукт был белого цвета, имел чистую, неподсохшую поверхность, пластичную, слегка мажущуюся консистенцию, чистый, умеренно выраженный запах, сладкий вкус. В табл. 2 приведен химический состав и энергетическая ценность разработанного продукта.
Таблица 2
Xимический состав и энергетическая ценность ПЫЛ
Показатель Численное значение показателя Удовлетворение суточной потребности,%
Белки, % 14,7 14,7-18
Жиры, % 10,7 10,7-13
Моно- и дисахариды, % 8,0 8-16
Органические кислоты, % 1,1 55
Зола, % 1,6 2,7-4
Ыа, мг/100 г 160,7 2,8-5,6
К, мг/100 г 139,7 2,8-5,6
Са, мг/100 г 240,4 30
Мg, мг/100 г 26,4 6,6
Р, мг/100 г 222 14,8-22,2
Бе, мг/100 г 0,4 2,7
Витамины:
В2 (рибофлавин), мг/100 г 0,26 10-13
В6 (пиридоксин), мг/100 г 0,16 5-8
В12 (кобаламин), мг/100 г 0,99 330-495
Ниацин, мг/100 г 0,35 1,8
Биотин, мкг/100 г 6,0 20-40
Пантотеновая кислота, мг/100 г 0,3 3-6
Холин, мг/100 г 3,6 0,4-0,7
Энергетическая ценность, ккал 194 11
Для определения биологической ценности белка ПМП произведен сравнительный анализ его аминокислотного состава с условным «идеальным» белком и с аминокислотным скором молока. Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что аминокислотный скор белков ПМП для большинства незаменимых аминокислот выше 100 %. Следовательно, биологическая ценность белка ПМП весьма высока.
Для оценки хранимоспособности исследовали микробиологические характеристики разработанной продукции. В ходе исследований установлено, что гарантийный срок хранения с учетом 1,5 срочного (регламентированного Роспотребнадзором) составляет при температуре 0-4 оС до 33 суток (50:1,5 = 33,3).
По окончании хранения (на 33 сутки) изучали показатели безопасности ПМП, хранившихся в полимерной пластиковой упаковке, в связи с возможностью миграции потенциально опасных химических соединений. Установлено, что миграция токсичных элементов в продукт не отмечается, контролируемые потенциально опасные химические вещества содержатся в продукте в концентрациях, более чем на порядок не превышающих установленных нормативов. Помимо перечисленных веществ, содержание радионуклидов цезия-137 (норматив не более 50 Бк/кг) и стронция-90 (норматив не более 25 Бк/кг) в продукте не установлено.
На новые продукты разработана техническая документация, установлена продолжительность хранения, результаты работы внедрены в производство. Ожидаемая прибыль составляет от 18,4 до 21,8 тыс. руб. на одну тонну продукции.
Список литературы
1. Емелин, В.П. Влияние некоторых основных параметров работы гидродинамического измельчителя-диспергатора на формирование пастообразных молочных продуктов / В.П. Емелин, А.В. Бокарев, И.Ю. Трифанов // Техника и технология пищевых производств. - 2009. - № 4. - С. 38-40.
2. Анацкая, А.Г. Создание новых молочных продуктов // Молочная промышленность. - 2000. - № 2. - С. 29-31.
3. Кудрявцева, Т.А. Технология жидких и пастообразных молочных продуктов детского питания / Т.А. Кудрявцева, Л.А. Забодалова. - СПб.: СПбГАХПТ, 1996. - 86 с.
4. Гаврилова, Н.Б. Современные тенденции производства комбинированных пастообразных продуктов: аналит. обзор / Н.Б. Гаврилова, JI.B. Скрипникова. - Семипалатинск: Семипалатинский ЦНТИ, 1996. - 23 с.
5. Харина, Н.В. Комбинированная основа для пастообразного продукта / Н.В. Харина, Л.А. Забодалова // Молочная промышленность. - 2002. - № 7. - С. 19-20.
ООО «Плавыч», 656012, Россия, Алтайский край, г. Барнаул, пр-д Тальменский, 19. Тел./факс: (3852) 229-425
ГОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», 650056, Россия, г. Кемерово, б-р Строителей, 47.
Тел./факс: (3842) 73-40-40 е-mail: [email protected]
SUMMARY A.N. Arhipov, I.Y. Trifonov, A.I. Loseva Development of paste-like dairy products technology
The influence of the gap between a rotor and a stator on the size of the average diameter of casein micelles during paste-like dairy products formation in the hydrodynamic chopper-disperser has been investigated. The rational parame-
ters of the technological process have been established. It has been shown that the ability to disperse milk-protein concentrates in the hydrodynamic chopper-disperser is higher than in the traditional way. The composition and properties of the developed paste-like dairy products have been studied. Their shelf life has been also defined.
Paste-like dairy products, chopper-disperser, formula, composition, biological value.
«Plavich»,
19, Talmensky passage, Barnaul, Altai Territory, 656012, Russia Phone/Fax: 7 (3852) 229-425
Kemerovo Institute of Food Science and Technology 47, Boulevard Stroiteley, Kemerovo, 650056, Russia Phone/Fax: +7(3842) 73-40-40 e-mail: [email protected]
