Влияние молочно-белковых концентратов на микроструктуру зерненого творога

Структура потребления продуктов питания должна соответствовать физиологическим потребностям всех категорий населения России в пищевых веществах и энергии . Это одно из основных условий для их нормального физического и нервно - психологического развития , высокой сопротивляемости к различным заболеваниям и другим факторам внешней среды .

Анализ фактического питания населения России свидетельствует о дефиците полноценного белка в рационе основной части населения , который приводит к нарушению обмена веществ в организме . Белковые компоненты человек получает , в основном , за счет белковых молочных продуктов .

В этой связи значительный интерес представляет разработка новых технологий производства , обеспечивающих максимальный выход белковых продуктов .

Именно поэтому разработка технологии производства зерненого творога , обогащенного сухими молочно - белковыми концентратами , в настоящее время является перспективной и актуальной .

The technique of production of cottage cheese to obtain the maximum output of the product is developed. Cottage cheese is characterized by its own microstructure and at enrichment in its microstructure large congestions of albuminous units which considerably increase an output of the product are formed.

Научной новизной данных исследований является обогащение зерненого творога белком , за счет внесения сухих концентратов в лабораторных условиях и дальнейшее внедрение этого метода в производство . Молочно - белковые концентраты имеют повышенную массовую долю натурального растворимого мицелярного казеина и способны уплотнять кислотно - сычужный сгусток . В зависимости от этого формируется микроструктура продукта и её исследование является актуальным направлением . Отсюда целью исследований являлось изучение влияния молочно - белковых концентратов на микроструктуру зерненого творога .

Микроструктура натурального молока , кисломолочных продуктов , сливочного масла и твердых сычужных сыров не одинакова .

Зерненый творог характеризуется собственной микроструктурой, в которой различают два основных элемента – макрозерна и микрозерна. Макрозерна в готовом твороге имеют вид многогранников объемом от 0,5 см3. В процессе дальнейшей обработки полученное зерно теряет влагу и уменьшается в размере. Вес таких макрозерен в среднем достигает 67 мг. Все макрозерна отделены одно от другого прослойками сывороточно-белкового вещества.

Толщина прослоек между макрозернами – 10,98 мк . Вторым основным компонентом микроструктуры творога являются микрозерна [3].

Материалы и методика исследований

Для исследования микроструктуры зерненого творога были подготовлены , образцы зерненого творога , выработанного при использовании сухих молока и белка различных концентраций (40%, 54%, 65%), контрольный образец .

Нормализация обезжиренного молока по белку (до 3,2%) сухим концентрированным белком осуществляли с учетом массовой доли белка в молоке-сырье и массовой доли белка в сухом концентрате. 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.

-

где К_б .

_{К =} ^Мм ^{. ⋅ ( К}б . м ^{. - К}б . н . м .⁾

б ^.

б . с . к .         б . н . м .

количество необходимого сухого

концентрата , г

К _{б . м} . – массовая доля белка в молоке - сырье , %

К_{б . н . м} . – массовая доля белка в нормализованном молоке , %

К_{б . с . к} . – массовая доля белка в сухом концентрате , %.

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

В качестве белкового концентрата взяты 3 вида , с разным процентным содержанием белка ( табл . 1).

Таблица 1 – Виды белковых концентратов

№ образца	Вид белка	Массовая доля белка в концентрате , %.	Влага , %.
1	« Стамикс Инстарт »	65	6
2	« РЕР PF»	54	5
3	«SWPC»	40	10

Рецептура на творожное зерно приведена в таблице 2.

Для изготовления препаратов творожное зерно замораживали при температуре 25⁰ С и делали срез . Толщина срезов 15-20 мк . Их сразу же переносили на предметное стекло .

От каждого исследуемого образца должно быть 3-4 среза . Каждый срез зерна окрашивали по обычной методике гематоксилином .

Для окрашивания срезы творога помещали в ванночку с гематоксилином на 10 мин . В гематоксилине в темно - синий цвет окрашиваются многие белковые элементы , в частности , прослойки между макрозернами и некоторые неорганические вещества .

После гематоксилина срезы ополаскивали сначала в дистиллированной , а потом в водопроводной воде и снова в дистиллированной . Промытый срез заливали каплей расплавленного глицерин - желатина и закрывали покровным стеклом , слегка прижимая его иглой или пинцетом для равномерного распределения жидкости . Такие препараты готовы для исследования под микроскопом [2].

Таблица 2 – Рецептура на творожное зерно

Наименова ние сырья	Масса компонентов , кг
	Образец 1	Образец 2	Обра зец 3	Обра зец 4	Образец 5 ( контро льный )
Молоко обезжирен ное	1000	1000	1000	1000	1000
Сухой концентри рованный белок : - 40% - 54% - 65%	10,72 - -	-7,8 -	- 4,84	- - -	- - -
СОМ	-	-	-	22,36	-
Сычужный фермент	1	1	1	1	1
Закваска	50	50	50	50	50
Хлорид кальция	1	1	1	1	1
Итого	1062,72	1059,8	1056,84	1074,36	1052

Результаты и их обсуждения

Микроструктура зерненого творога представляет собой пространственную сеть , состоящую из цепей и скоплений , тесно связанных между собой казеиновых мицелл , так же она характеризуется хорошей влагоудерживающей способностью .

Формирование структуры зерненого творога начинается с момента внесения в молоко сычужного фермента .

При образовании сгустка под действием сычужного фермента или его заменителей различают три стадии процесса : 1) ферментативную ; 2) коагуляции казеина ; 3) гидролитического расщепления фракций казеина . На первой , ферментативной стадии сычужный фермент вступает во взаимодействие с æ- фракцией казеина , обладающей защитными свойствами в отношении лабильных к Са ²⁺, α _s и β - фракциям , расщепляет пептидную связь между 105 и 106 аминокислотными остатками фенилаланина и метионина . В результате от æ- казеина отщепляется электроотрицательно заряженный гликомакропептид (64 АМКО ) и пара -æ- казеин (105 АМКО ). Снижение поверхностного заряда частиц казеина приводит к агрегации , α _s и β - фракций казеина на основе межмолекулярного взаимодействия , под действием ионов кальция фракции объединяются в трехмерную структуру сгустка , в петлях которого иммобилизуется дисперсионная среда .

В последующих процессах разрезки сгустка , его дробления до получения сырного зерна определенного размера , происходит самопроизвольный процесс уменьшения объема сырных зерен с одновременным выделением дисперсионной среды , т . е . сыворотки . Размеры зерна , вполне определенные , меняются во время его обработки . Сжатие структуры сырных зерен происходит равномерно в направлении к их центру . Сырные зерна , меняя свой объем , сохраняют свою форму . При синерезисе в первую очередь выделяется вода , заполняющая макропоры . Капиллярная влага выделяется лишь частично . Количественное содержание капиллярной влаги в творожных зернах составляет 20-40 %[1].

Для микроструктуры творога , выработанного с крупные и мелкие сплошные мелкодисперстные добавлением сухих   концентратов ,    характерны белковые агрегаты .

Рисунок 1 – Микроструктура образца,   Рисунок 2 – Микроструктура образцов, Рисунок 3 – Микроструктура образцов, выработанного с сухим белком        выработанных с сухими белками       выработанных с сухими белками концентрацией 40%                  концентрацией 54%                  концентрацией 65%

Рисунок 4 – Микроструктура образца , выработанного с сухим обезжиренным молоком

Рисунок 5 – Микроструктура образцов , выработанных из обезжиренного молока

Микроструктура образца , выработанного с сухим белком концентрацией 40% ( рис . 1), представлена крупными скоплениями белковых агрегатов . Встречаются кристаллические микрозерна , которые представляют собой округлые образования диаметром около 15 мкм . Они состоят из кристаллов клиновидной формы . На стыке нескольких зерен можно видеть микропустотки различного размера и формы . Так же имеются колонии микроорганизмов .

Микроструктура образцов , выработанных с сухими белками концентрацией 54% ( рис . 2) и 65% ( рис . 3), практически не имеют отличие от образца с сухим белком концентрацией 40% и между собой .

Микроструктура образца , выработанного с сухим обезжиренным молоком ( рис . 4). Макрозерна данного образца представлены мелкими скоплениями белковых агрегатов . Кристаллические микрозерна встречаются часто , представлены они в виде округлых образований . На стыке нескольких зерен можно видеть большие и вытянутые микропустоты и колонии микроорганизмов .

Микроструктура образцов , выработанных из обезжиренного молока , имеет два основных элемента – макрозёрна и микрозёрна ( рис . 5). Макрозёрна представлены мелкодисперсными белковыми агрегатами по всей поверхности . Все макрозёрна отделены одно от другого прослойками сывороточно - белкового вещества . Толщина прослоек составляет 9,53-10,76 мкм . Встречаются колонии микроорганизмов . Имеются складки .

Размеры макрозерен во всех образцах различной формы и величины ( от 0,5 см ³). Микрофотографии получены с помощью электронного микроскопа . Исследования проводили при увеличении в 20, 40 раз . 78

На стыке нескольких зерен можно видеть большие и вытянутые микропустоты .

Выводы

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы : в результате обогащения зерненого творога сухими концентратами в его микроструктуре образуются крупные скопления белковых агрегатов , которые значительно увеличивают выход готового продукта .