Расчет температуры усиленной кристаллизации в сгущенных молочных консервах с сахаром и сухой деминерализованной молочной сывороткой

Технология производства сгущенных молочных консервов с сахаром включает процесс кристаллизации лактозы, поскольку при охлаждении продукт переходит в пересыщенное состояние и кристаллизация является неизбежной.

Для получения высококачественного продукта с хорошими органолептическими показателями в продукт вносится кристаллическая затравка. Внесение затравки в традиционный продукт – сгущенное молоко с сахаром осуществляется при температуре усиленной массовой кристаллизации лактозы, tус.кр, которая определяется в соответствии с технологической инструкцией по графику Гудзона [1]. При выработке сгущенных молочных и молокосодержащих консервов с сахаром со сложным компонентным составом, требуется корректировка графика для уточнения температуры усиленной кристаллизации лактозы [2].

В этой связи, целью работы является построение графика для уточнения температуры усиленной кристаллизации лактозы в производстве сгущенных молочных консервов с сахаром, в которых часть сухого обезжиренного молока (СОМ) заменена на сухую деминерализованную молочную сыворотку (СДМС) [3].

Для достижения поставленной цели были приготовлены пересыщенные водные растворы лактозы с примесью СДМС и сахарозы, максимально приближенные по составу к сгущенному молоку с сахаром. Растворы помещались в термостат-кристаллизатор, в котором осуществлялся изотермический процесс кристаллизации лактозы при температурах от 20 до 40 °С с интервалом в 5 градусов. По результатам экспериментов были определены индукционные периоды и по ним рассчитаны предельные пересыщения, которые характеризуют границу метастабильности [4]. Полученные значения предельных пересыщений при различных температурах представлены на рисунке (кривая 1) в сравнении с графиком Гудзона (кривая 2).

Рисунок. Диаграмма состояния водных растворов лактозы:

1 – граница метастабильности в присутствии СДМС;

2 – граница метастабильности, предложенная Гудзоном.

Как следует из диаграммы состояния, компоненты СДМС повышают значение предельного пересыщения, так как замедляют процесс кристаллизации и увеличивают продолжительность индукционных периодов [4]. Из этого следует, что в сгущенных молочных и молокосодержащих консервах с сахаром со сложным компонентным составом требуется уточнение температуры усиленной кристаллизации лактозы в соответствии с установленной зависимостью (кривая 1, рисунок).

Для уточнения температуры усиленной кристаллизации лактозы были выработаны образцы сгущенных молочных консервов с сахаром, в которых 20 % СОМ было заменено на СДМС. Затем в них была определена температура усиленной кристаллизации по графику Гудзона (кривая 2) и по полученной кривой 1. Температура усиленной кристаллизации (температура внесения затравки), определенная по графику Гудзона, составила tус.кр =30 °С, по предлагаемой зависимости tус.кр.=37 °С. Эффективность предлагаемого варианта определения температуры усиленной кристаллизации оценивалась по гранулометрическому составу кристаллов лактозы в сгущенных молочных консервах с сахаром, как непосредственно после выработки, так и в процессе хранения (таблица).

Таблица. Средний размер кристаллов лактозы, d_ср, мкм при различных температурах усиленной кристаллизации t_ус.кр.

Как показали результаты исследований, при внесении затравки при 37 °С, определенной в соответствие с новой графической зависимостью, средний линейный размер кристаллов лактозы уменьшается на 10–15 %. Вследствие этого снижается вероятность появления крупных кристаллов лактозы, что в конечном итоге улучшает органолептические показатели качества сгущенных молочных консервов с сахаром.