Влияние режимов гомогенизации на качество сухих молочных консервов специализированного назначения

Технологические параметры производства наряду с такими факторами, как качество сырья и режимы хранения, значительно сказываются на потребительских свойствах и пищевой ценности вырабатываемых продуктов [1; 2].

Для сухих молочных консервов основными показателями качества являются консистенция и вкусовые достоинства, определяемые состоянием жировой фракции. В сухих, особенно высокожирных молочных консервах, при хранении появляются такие пороки консистенции, как потеря сыпучести, комкование, что приводит не только к повышению объемной массы – показателя, имеющего большое практическое значение, но и к слеживаемости продукта. Иногда сухие молочные консервы настолько уплотняются, что образуется сухой, трудноразбиваемый монолит. В продукте такой консистенции нарушается стабильность жировой фазы и быстрее протекают окислительные процессы. В связи с этим при выполнении исследований значительная часть работ была посвящена разработке технологических режимов производства продуктов, формирующих и сохраняющих их качество.

Одним из главных факторов, определяющих структуру и в значительной мере свойства сухих молочных продуктов, является их гранулометрический состав [3; 4; 5]. От размера частиц сухих молочных консервов зависят такие их основные свойства, как плотность и объемная масса, смачиваемость и растворимость, наличие поверхностного свободного жира и воздушных включений, а следовательно, интенсивность окисления и стойкость

продукта в хранении. Многочисленными исследованиями доказано, что сухой порошок с мелкими частицами содержит минимальное количество воздуха и имеет наибольшую плотность [6; 7].

Наличие большого числа мелких частиц обусловливает повышение объемной массы продукта, слеживаемость и выделение свободного жира, что влечет за собой ухудшение смачиваемости, способности к растворению, а также более быстрому окислению жира в хранении. В сухом порошке с преобладанием крупных более пористых частиц смачиваемость и относительная скорость растворения повышается, наблюдается снижение массовой доли свободного жира, что увеличивает стойкость продукта к окислению. Работами И.А. Радаевой, В.Н. Фавстовой, Н.Н. Липатова по исследованию взаимосвязи между режимами производства и качеством вырабатываемого продукта подтверждается вывод, что величина частиц и распределение их по размерам оказывают решающее влияние на качество молочных продуктов [8; 9].

Объекты и методы

Отработка технологии производства проводилась по технологическим режимам, наиболее влияющим на консистенцию, растворимость и стойкость сухих консервов в процессе хранения, ‒ режимам гомогенизации молочной смеси, идущей на выработку продукции. Для исследования влияния выбранных режимов на качество готового продукта готовились модельные базовые составы молочных и молокосодержащих смесей, идентичных по составу разрабатываемым новым видам молочных консервов. На приготовленных аналогах проводились исследования влияния на показатели качества готового продукта инвариантности и режимов гомогенизации нормализованных по составу модельных смесей.

Для эксперимента были выработаны модельные составы сухих молочных продуктов (сухие высокожирные сливки, сухой высокожирный молокосодержащий продукт, сухое цельное молоко, сухой молокосодержащий продукт). Выработанные по базовым рецептурам и составу проектируемых продуктов экспериментальные образцы закладывались на хранение в нерегулируемых при (20 ± 3) °С условиях. В процессе 12-месячного хранения с периодичностью в 3 месяца проводились исследования на содержание свободного жира ‒ одного из главных показателей качества сухих молочных консервов.

Из литературы известно, что определяющим фактором процесса гомогенизации является давление. Поэтому основной акцент делался на таком показателе, как давление гомогенизации. Влияние режимов гомогенизации исследовалось в диапазонах от 3 до 20 Мпа [10].

Процесс гомогенизации при выработке сухих молочных консервов проводился при следующих вариантах (рис. 1): I вариант – гомогенизация смеси проводилась перед сгущением; II вариант – гомогенизации подвергалась сгущенная смесь.

Результаты и их обсуждение

Содержание свободного жира ‒ один из основных факторов, ухудшающих качество и сроки хранения молочных консервов. Под «свободным жиром» подразумеваются лишенные, либо с поврежденными белково-липидными оболочками жировые шарики. Отстой и всплывание свободного жира идет более интенсивно, чем покрытого защитной оболочкой. Окис-ленность свободного поверхностного жира в 5‒8 раз больше, так как незащищенный белковой оболочкой жир окисляется гораздо быстрее, чем находящийся внутри частиц. Кроме того, по существующим представлениям свободный жир более богат полиненасыщенными жирными кислотами, в связи с чем он более лабилен при течении окислительных процессов.

Увеличение содержания свободного жира в сухих молочных консервах на 50 % способствует повышению окисленности всего жира продукта не менее, чем на 20 % [10]. Свободный жир на поверхности частиц препятствует смачиванию порошка при восстановлении, а это, в свою очередь, снижает скорость растворения сухих продуктов.

Количество свободного жира характеризует как расслоение смеси, так и недостаточность диспергирования. Образование свободного жира вызывается следующими причинами: разрывом белковой оболочки по какой-либо причине, либо недостаточно хорошо проведенным процессом гомогенизации. Если свободный жир образуется в результате какого-либо механического либо термического воздействия, то он идентифицируется как дестабилизированный, в другом случае, как аутентичный, т. е. остается в первоначальных количествах до конца. В процессе технологической обработки незначительное количество аутогенного жира остается незаэмульгированным.

Рис. 1. Схема исследований физико-технологических параметров сухих консервов при различных условиях проведения процесса гомогенизации

Анализ литературы позволил выявить, что содержание свободного жира в молочных консервах более 5 % способствует быстрому окислению молочных консервов. Снизить содержание свободного жира в молочных консервах позволяет процесс гомогенизации [7; 10]. Результаты исследования содержания свободного жира в зависимости от инвариантности процесса гомогенизации (вариант I ‒ до сгущения) представлены на рис. 2‒3. Содержание свободного жира в сухих высокожирных сливках в зависимости от давления гомогенизации показано на рис. 2, а в сухом высокожирном молокосодержащем продукте ‒ на рис. 3.

Рис. 2. Зависимость показателя СЖ в сухих высокожирных сливках от давления гомогенизации смеси до сгущения

Рис. 3. Зависимость показателя СЖ в сухом высокожирном молокосодержащем продукте от давления гомогенизации в смеси до сгущения

Содержание свободного жира в сухих высокожирных молочных консервах, в которых гомогенизация была проведена после операции сгущения, отображено на рис. 4 и 5.

Содержание свободного жира в сухом цельном молоке в процессе хранения в зависимости от инвариантности процесса гомогенизации приведено на рис. 6 и 7.

Зависимость содержания свободного жира в молочных продуктах от параметров гомогенизации смеси после сгущения представлена на рис. 8 и 9.

Рис. 4. Зависимость показателя СЖ в сухих высокожирных сливках от давления гомогенизации сгущенной смеси

Рис. 5. Зависимость показателя СЖ сухого высокожирного молокосодержащего продукта от давления гомогенизации сгущенной смеси

Рис. 6. Зависимость показателя СЖ в сухом цельном молоке от параметров гомогенизации молочной смеси до сгущения

Рис. 7. Зависимость показателя СЖ в сухом молокосодержащем продукте от параметров гомогенизации молочно-растительной смеси до сгущения

Рис. 8. Зависимость показателя СЖ в сухом цельном молоке от давления гомогенизации сгущенной смеси

Рис. 9. Зависимость показателя свободного жира в молокосодержащем продукте от давления гомогенизации сгущенной смеси

Выводы

Анализируя полученный материал по влиянию условий (до сгущения или после), а также параметров процесса гомогенизации, можно сделать следующие выводы:

Изменения содержания свободного жира при хранении сухих высокожирных молочных консервов аналогичны, как в случае проведения гомогенизации нормализованной смеси, так и в случае гомогенизации сгущенной смеси. Количество СЖ при втором варианте на 20‒25 % ниже соответствующих величин исследуемых образцов, где гомогенизации подвергалась нормализованная смесь до сгущения.

Разница в консервах без добавки растительных жиров, а также консервах, полученных с использованием растительных жиров, ощутима при повышении давления в пределах 9‒11 МПа. Подъем давления в пределах Р = (6‒9) МПа значительно снижает содержание СЖ в сухих молочных консервах. Давление гомогенизации от 5 МПа и выше для сухих высокожирных сливок и выше 8 МПа для сухого высокожирного молочного продукта позволяет уменьшить массу свободного жира до 4‒5 %.

С целью уменьшения массовой доли СЖ до предела, не превышающего 5 % для СЦМ гомогенизация смеси должна быть при 9‒10 МПа. Для сухого молокосодержащего продукта снижение свободного жира до величины менее 5 % происходит при давлении гомогенизации 14‒15 МПа, что подтверждается графически на рисунках, представленных выше.

I.A. Ivkova, D.S. Ryabkova

Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk

The impact of homogenization regimes on the quality of special purpose dry canned milk