Лекции для студентов

Характеристика и методы обработки молочного белково-углеводного сырья — Биологически активные вещества (БАВ)

Биологически активные вещества (БАВ)

К БАВ относятся минеральные вещества, витамины, органические кислоты и ферменты. Минеральные вещества присутствуют в виде органических и неорганических соединений. Состав минеральной части представлен катионами калия, натрия, магния, кальция и анионами лимонной, фосфорной, молочной, соляной, серной и угольной кислот. В сыворотке минеральных веществ несколько меньше, чем в обезжиренном молоке и пахте, так как некоторая часть солей переходит в основной продукт (сыр, творог, казеин).

В состав вторичного молочного сырья входят также микро- и ультрамикроэлементы: железо, медь, марганец, кобальт, мышьяк, йод, кремний, германий. Роль микроэлементов в обмене веществ велика, т.к. они связаны с ферментами, витаминами, гормонами.

В целом комплекс минеральных солей вторичного молочного сырья как по своему широкому спектру, так и по составу соединений представляется с биологической точки зрения наиболее оптимальным. Так железо необходимо для образования гемоглобина крови; медь катализирует окислительные процессы и принимает участие в обмене веществ; кобальт входит в состав витамина B₁₂; железо, молибден, марганец, цинк — в состав ферментов; йод, цинк, медь — в состав гормонов.

Витамины жизненно необходимы для поддержания нормальной деятельности организма и роста, они имеют высокую биологическую активность, действуют как катализаторы в процессах обмена веществ. В состав вторичного молочного сырья входят как водорастворимые витамины (В1, В2, В6, В12, С), так и жирорастворимые витамины (А, Е). Содержание витаминов в сырье колеблется и при хранении резко снижается.

Следует отметить значительное снижение содержания жирорастворимых витаминов в молочном белково-углеводном сырье в сравнении с цельным молоком. Это положение следует учитывать при переработке обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки, обогащая продукты из них витаминами A, D, Е. В то же время содержание пиридоксина (B₆), холина и рибофлавина (B₂) в молочной сыворотке превышает показатели в молоке, что обусловлено жизнедеятельностью молочнокислых бактерий и рассматривается как положительное явление.

Из органических кислот во вторичном молочном сырье присутствуют кислоты — молочная, лимонная, нуклеиновая, а также летучие жирные кислоты: уксусная, муравьиная, пропионовая, масляная.

Из ферментов обнаружены ферменты класса гидролаз, оксидоредуктазы, трансферазы и изомеразы.

2.2. Пищевая, биологическая ценность и биотехнологические свойства обезжиренного молока

При сепарировании цельного молока получают обезжиренное молоко, жирность которого не должна превышать 0,05 %. Этот показатель является важнейшей качественной характеристикой процесса сепарирования и эффективности производства. Снижение жирности обезжиренного молока на 0,01 % позволяет получать в отрасли более 1000 т сливочного масла в год.

Основным отличием обезжиренного молока от цельного является содержание жира, что существенно отражается на сенсорной оценке (цвет, вкус, консистенция) и энергетической ценности (50 %). Кроме этого следует учитывать соотношение жировой части к сухим веществам. В цельном молоке на одну часть жира приходится 2,2 — 2,4 части СОМО, а в обезжиренном молоке 90 — 170 части. Состав обезжиренного молока, как и цельного, подвержен значительным колебаниям, в том числе по сезонам года. Так, например, содержание отдельных компонентов может составлять (%): сухих веществ 8,2 — 9,5; жира 0,01 — 0,08; белков 3,0 — 3,5; лактозы 4,5 — 4,8. В обезжиренном молоке практически отсутствуют белки оболочек жировых шариков, жирорастворимые витамины. Дисперсность жировых шариков в обезжиренном молоке не превышает 2 мкм. Содержание сухих веществ и отдельных компонентов определяет выход готовой продукции, производительность оборудования, затраты энергии на выработку обезжиренного молока. Поэтому учет массы и определение качественных характеристик необходимо для каждой партии обезжиренного молока, поступающего на переработку. Кроме аналитических методов для определения сухих веществ (СВ) можно пользоваться формулами Я.С.Зайковского:

СВ = Р / 4 + Ж + 0,59,

( 2.2. )

где: Р — плотность обезжиренного молока в градусах ареометра; Ж — содержание жира в обезжиренном молоке, %;

или М.С. Коваленко:

СВ = 1,202·Ж + 2,57·100·Р — 99,823 / Р,

( 2.3. )

или упрощенным уравнением:

СВ = 0,275·Р / Ж,

( 2.4. )

Содержание жира и плотность обезжиренного молока определяют в процессе сепарирования или при приемке. Выход обезжиренного молока составляет примерно 90 % от массы сепарируемого молока и зависит от жирности сливок (обратная пропорциональность).

Доброкачественное обезжиренное молоко должно соответствовать следующим требованиям: чистый без посторонних привкусов вкус, цвет белый со слегка синеватым оттенком, однородный по всей массе, консистенция однородная без осадка и хлопьев, кислотность 17 — 21 ^оТ, плотность 1029 — 1031 кг/м³, вязкость 1,70 — 1,75 Па·с. Обезжиренное молоко не должно быть обсеменено микроорганизмами, в т.ч. патогенными. Недопустимо наличие механических примесей и посторонних веществ.

Температурные режимы сепарирования (кроме холодного) являются оптимальными для жизнедеятельности бактерий, поэтому процесс сепарирования необходимо организовать в потоке с последующим охлаждением и резервированием для переработки.

В случае необходимости хранения обезжиренного молока его охлаждают до 4-8 ^°С. Оптимальным способом сохранения качества обезжиренного молока является пастеризация и охлаждение с использованием пастеризационно-охладительных установок, работающих в автоматизированном режиме управления с безразборной мойкой.

Биотехнологические свойства обезжиренного молока, как сырья для получения продуктов питания, характеризуются рядом свойств.

Органолептические показатели обезжиренного молока (внешний вид, цвет, консистенция, вкус и запах) зависят от состава и свойств цельного молока, из которого оно получено. По внешнему виду представляет собой однородную жидкость белого цвета с легким голубоватым оттенком без осадка и хлопьев. В этом молоке, по сравнению с цельным, отсутствует желтоватый оттенок, который связан с жиром и жирорастворимым β-каротином. Вкус и запах сырого молока специфичный, слабо сладковато-солоноватый, без посторонних, несвойственных молоку запахов и привкусов. Отклонение от этих требований связано с пороками молока. Ярко выраженные привкусы — молозивный, горький, соленый, характерны для молозива и стародойного молока, а также молока, полученного от больных животных. Кормовые привкусы — силосный, капустный, чесночный и другие характерны для молока от животных, которым скармливали в больших количествах некоторые видов кормов, а также трав и сорняков. Целый ряд несвойственных молоку привкусов и запахов связаны с абсорбцией запахов плохо вымытой тары, непроветриваемых помещений, химических веществ и т.п., а также загрязнением молока моющими и дезинфицирующими веществами, лекарствами, пестицидами и другими химикалиями.

Термоустойчивость обезжиренного молока — один из важнейших показателей технологических свойств молока. От этого показателя зависит пригодность молока к высокотемпературной обработке, что особенно важно при выработке стерилизованных продуктов и молочных консервов. Термоустойчивость обезжиренного молока обусловлена его кислотностью и солевым балансом. Под солевым балансом следует понимать равновесие между катионами (кальций, магний и др.) и анионами (цитраты, фосфаты и др.). Нарушение этого равновесия в ту или другую сторону может привести к коагуляции белков. На практике в молоке чаще отмечается избыток катионов.

Повышение кислотности молока в процессе хранения в результате деятельности молочнокислых бактерий также снижает его термоустойчивость.

Сывороточные белки молока при нагревании коагулируют, переходя из растворимого состояния в нерастворимое. Часть таких белков вступает в реакцию с казеином, изменяя его свойства, а часть оседает на поверхности теплообменных аппаратов, снижая их теплопередающую способность и затрудняя последующую мойку. Способствует осаждению сывороточных белков на поверхности теплообменных аппаратов и резкий перепад температур между молоком и греющим агентом. Это необходимо учитывать при тепловой обработке молока.

Сычужная свертываемость обезжиренного молока — определяющий фактор при переработке молока на сыр. Скорость свертывания белков и плотность сгустка зависят от массовой доли в молоке казеина. Повышенное количество казеина способствует более быстрому образованию плотного сгустка. Продолжительность сычужной коагуляции зависит также от концентрации ионов водорода в молоке. С понижением рН молока реакция протекает быстрее, плотность сгустка возрастает, что связывают с повышением активности сычужного фермента.

Изменение концентрации ионов кальция в молоке существенно влияет на скорость образования сгустка и его плотность. Наилучшая коагуляция белков наблюдается при концентрации кальция в молоке 0,142 %. При выработке сыров из пастеризованного молока для восстановления необходимого уровня солей кальция вносят раствор хлористого кальция.