Ферменты молока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

1. Ферменты молока

2. Окислительно-восстановительный потенциал молока

3. Изменения состава и свойств молока при охлаждении и замораживании

4. Физико-химические основы производства масла способом сбивания сливок и способом преобразования высокожирных сливок

5. Биохимические и физико-химические процессы при обработке сгустка и сырной массы

6. Факторы, влияющие на стойкость масла при хранении

7. Молочно-белковые концентраты. Казеинат

8. Содержание и топография распределения основных биохимических ингредиентов в мясе мышечной ткани и саркоме

9. Техника определения жира в сухом молоке

Список литературы

1. Ферменты молока

Ферменты (от лат. fermentum-закваска) - биологические катализаторы, ускоряющие химические реакции в живых организмах. Под действием ферментов крупные молекулы белков, углеводов, жиров расщепляются на более мелкие.

Ферменты ускоряют реакции в десятки тысяч и миллионы раз. Действие ферментов строго специфично, т. е. каждый фермент катализирует только одну химическую реакцию. Фермент соответствует своему субстрату (веществу, химическое превращение которого он катализирует).

Из молока, полученного при нормальных условиях от здорового животного, выделено более 20 истинных, или нативных, ферментов. Большая их часть образуется в клетках молочной железы и переходит в молоко во время секреции. Меньшая часть, переходит в молоко из крови животного.

В молоке ферменты находятся в свободном состоянии, а также связаны с казеиновыми мицеллами и оболочками жировых шариков.

Оксидоредуктазы

Оксидоредуктазы - это большая группа ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции в живых организмах. К ним относят дегидрогеназы, оксидазы, пероксидазу и каталазу.

Дегидрогеназы. Эти ферменты клетки молочной железы почти не вырабатывают. Разнообразные дегидрогеназы (редуктазы) накапливаются в молоке при размножении в нем бактерий. С увеличением количества бактерий в молоке активность редуктаз, как правило, возрастает. С помощью редуктазной пробы на молочных заводах устанавливают бактериальную обсемененность принимаемого молока. Дегидрогеназы, вырабатываемые молочнокислыми бактериями и дрожжами, имеют большое значение при молочнокислом и спиртовом брожении.

Пероксидаза. Фермент окисляет различные соединения с помощью пероксида водорода. Пероксидаза содержится в молоке в больших количествах, попадает в него из клеток молочной железы. Фермент довольно термостабилен, разрушается при температуре около 80°С. Реакцией на пероксидазу в молочной промышленности определяют эффективность пастеризации молока (проба на пероксидазу).

Каталаза. Этот фермент окисляет пероксид водорода. Каталаза переходит в молоко из тканей молочной железы, а также вырабатывается бактериями. Содержание нативной и бактериальной каталазы колеблется. В свежем молоке с низким содержанием микрофлоры и полученном от здоровых животных, каталазы содержится мало. В молозиве и молоке, полученном от больных животных (мастит и другие заболевания), или бактериальнообсемененном ее содержание увеличено. Поэтому определение активности каталазы используют для контроля анормального молока.

Гидролитические и другие ферменты

К гидролитическим ферментам относят ферменты, ускоряющие расщепление жиров, углеводов, белков и других более сложных соединений на более простые (с присоединением воды). В молоке содержатся липазы, фосфатазы, протеазы, лактаза, амилаза, лизоцим и некоторые другие гидролитические ферменты.

Липазы. Ферменты катализируют гидролиз триглицеридов молочного жира. В молоке содержатся нативная и бактериальная липазы. Количество нативной липазы незначительно. Она связана, главным образом, с казеином (плазменная липаза), и лишь небольшая часть ее (около 1%) адсорбирована оболочками жировых шариков (мембранная липаза). Иногда происходит перераспределение плазменной липазы с белков на жировые шарики. При этом в результате гидролиза жира выделяются низкомолекулярные жирные кислоты (масляная, капроновая, каприловая) и молоко прогоркает.

Прогоркание молока в результате гидролиза жира под действием липаз (липолиз) может происходить в процессе хранения и после технологической обработки молока-перекачивания, гомогенизации и т. д.

Нативная липаза инактивируется при температуре пастеризации 80°С. Бактериальные липазы более термостабильны. Они разрушаются при 80- 90°С.

Фосфатазы. Фермент фосфатаза гидролизует эфиры фосфорной кислоты. В свежевыдоенном молоке обнаружены щелочная фосфатаза (с оптимумом рН 9,6) и незначительное количество кислой фосфатазы (с оптимумом рН около 5). Фосфатазы попадают в молоко из клеток молочной железы. Щелочная фосфотаза концентрируется на оболочках жировых шариков, кислая связана с белками. Щелочная фосфатаза молока чувствительна к повышенной температуре, кислая фосфатаза термостабильна. Нагревание молока в течение 30 мин при 63°С, кратковременная и моментальная пастеризация при 74--85°С полностью разрушают щелочную фосфатазу. Высокая чувствительность фосфатазы к нагреванию была использована при разработке метода контроля эффективности пастеризации молока и сливок (фосфатазная проба).

Протеазы (протеолитические ферменты). Протеазы катализируют гидролиз пептидных связей белков и полипептидов. В молоке содержится небольшое количество нативной протеазы, переходящей из крови. Она вызывает гидролиз в-казеина. Фермент термостабилен, инактивируется при температуре выше 75°С. Микрофлора молока выделяет более активные протеазы, которые могут вызвать различные пороки молока и масла. Так, при размножении в молоке микрококков и гнилостных бактерий появляется горький вкус, при пониженной кислотности (35-40°Т) наблюдается его свертывание.

Молочнокислые бактерии вырабатывают малоактивные протеазы, которые, однако, имеют важное значение при созревании сыров. Активность протеолитических ферментов, выделяемых молочнокислыми палочками и стрептококками, различна. Палочки, по сравнению со стрептококками, выделяют более активные ферменты.

При производстве сыров для свертывания молока применяют протеолитический фермент животного происхождения -сычужный фермент (химозин). Известны заменители сычужного фермента -- пепсин и протеолитические ферменты микробного происхождения..

Лактаза. Лактаза катализирует реакцию гидролитического расщепления лактозы на глюкозу и галактозу. Молочная железа фермент почти не вырабатывает, его выделяют молочнокислые бактерии и некоторые дрожжи. Лактаза имеет оптимум действия при рН 5 и температуре 40°С. ). В молочной промышленности применяют при выработке сгущенного молока с сахаром в производстве низко-лактозных молочных продуктов.

Амилаза. Этот гидролитический фермент катализирует расщепление крахмала до декстринов и мальтозы. В нормальном молоке содержится небольшое количество амилазы, при заболевании коров маститом ее содержание повышается. Амилаза имеет оптимум действия при рН 7,4 и температуре 37°С. Фермент инактивируется при пастеризации молока-нагревание до 63°С в течение 30 мин разрушает амилазу полностью.

Лизоцим (мурамидаза). Это очень важный фермент молока: он гидролизует связи в полисахаридах клеточных стенок бактерий и вызывает их гибель. Вместе с другими антибактериальными факторами (иммуноглобулинами, лактоферрином, лактопероксидазой, лейкоцитами и др.) лизоцим обусловливает бактерицидные свойства свежевыдоенного молока. Коровье молоко содержит небольшое количество лизоцима, в женском молоке его в 3000 раз больше. Он относится к основным белкам (имеет изоэлектрическую точку при рН 9,5), в кислой среде термостабилен.

2. Окислительно-восстановительный потенциал молока

Молоко как сложная по химическому составу система содержит вещества, способные отдавать (окисляться) или присоединять (восстанавливаться) электроны; при восстановлении окисленной формы присоединяются атомы водорода. К таким веществам относятся аскорбиновая и молочная кислоты, токоферолы, рибофлавин, ферменты, пигменты, кислород, металлы и др.

Эта способность характеризуется окислительно-восстановительным потенциалом или сокращенно-редокс-потенциалом (Eh). Нормальный окислительно-восстановительный потенциал (Е0)-такой, при котором окисленная и восстановленная формы содержатся в равных концентрациях. Eh измеряется потенциометрически и зависит от отношения концентраций окисленной и восстановленной форм данного соединения и от концентрации ионов водорода среды. В создании окислительно-восстановительного потенциала молока участвуют имеющиеся в нем окислительно-восстановительные системы.

Окислительно-восстановительный потенциал молока характеризует способность его составных частей отдавать или присоединять электроны (атомы водорода).

Молоко содержит ряд химических соединений, способных легко окисляться и восстанавливаться. Окислительно-восстановительную систему молока образуют аскорбиновая кислота, токоферолы, рибофлавин, цистеин, оксидоредуктазы, кислород и другие легко восстанавливающиеся и окисляющиеся вещества. От окислительно-восстановительного потенциала зависят развитие в молоке, заквасках, сырной массе молочнокислых бактерий и протекание биохимических процессов (распад белков, аминокислот, жира, накопление ароматического вещества диацетила и др.).

Окислительно-восстановительный потенциал в молоке в основном зависит от концентрации растворенного кислорода, от системы аскорбиновая кислота > 4СН₃СНОНСООН) повышается концентрация ионов в молоке и вместе с тем понижается температура его замерзания. Так, при кислотности молока 17 °Т температура его замерзания равна минус 0,570 °С, при 18,3 °Т она понижается до минус 0,625 °С, при 32 °Т составляет минус 0,665 °С. Зависимость температуры замерзания от концентрации истинно растворимых составных частей молока позволяет установить фальсификацию молока водой, содой, бурой и др. Добавление в молоко 1% воды повышает среднюю температуру его замерзания (минус 0,54 °С) примерно на 0,006 °С. Ниже приведены данные зависимости температуры замерзания молока от количества добавленной воды.

3. Изменения состава и свойств молока при охлаждении и замораживании

Охлаждение

Молочное сырье и молочные продукты хранят при температуре 2--10 °С для предотвращения развития микроорганизмов, ферментативных и физико-химических процессов.

Воздействие низкой температуры на микроорганизмы основан на нарушении метаболических реакций и повреждении механизма переноса растворимых веществ через клеточную мембрану. Некоторые группы микроорганизмов (психрофилы) способны размножаться при температуре
0-5 ^оС. Таким образом, охлаждение продуктов до низких температур не исключает возможности его микробиологической порчи, так как возбудителями порчи белоксодержащих продуктов являются преимущественно гнилостные бактерии.

Эффективность подавления жизнедеятельности микроорганизмов зависит не только от конечной температуры, но и от скорости охлаждения.

При охлаждении молочного сырья и молочных продуктов происходят частичное отвердевание и кристаллизация молочного жира в жировых шариках, что и приводит к ослаблению связей в оболочках, так как глицеридный слой теряет эластичность и становится более подверженным механическим воздействиям. Процесс отвердевания и кристаллизации молочного жира при охлаждении используется как технологический прием при производстве сметаны и масла из сливок.

Охлаждение и хранение охлажденного молочного сырья приводит к разрушению витаминов. Например, витамин С разрушается на 18 % при хранении охлажденного молока 2 сут и на 67 % при хранении охлажденного молока 3 сут.

При охлаждении происходит изменение состава микрофлоры сырого молока -- замедляется рост мезофильной и термофильной микрофлоры и начинают преобладать психрофильные бактерии, развивающиеся при температурах от 5 до 15 °С. Психрофильные микроорганизмы выделяют термостабильные протеолитические и липолитические ферменты, сохраняющие свою активность после тепловой обработки, поэтому представляют наибольшую опасность для качества молочного сырья и молочных продуктов.

В связи с тем что охлаждение определенным образом влияет на компоненты и состав микрофлоры молочного сырья и молочных продуктов, нежелательно при производстве молочных продуктов, и особенно сыров и творога, использовать длительно хранившееся при низких температурах молочное сырье.

Замораживание

При замораживании происходят более заметные изменения физико-химических и биохимических процессов, чем при охлаждении, причем глубина их зависит от скорости замораживания и температуры хранения замороженных продуктов. Изменения обусловлены процессами кристаллизации воды, перераспределением влаги между структурными образованиями компонентов молока, повышением концентрации растворенных в жидкой фазе веществ.

Влага, содержащаяся в молоке и молочных продуктах, как и в других биологических материалах, обусловливает консистенцию и структуру продукта, определяя его устойчивость при хранении.

При замораживании воды образуются кристаллы различной формы, имеющие острые вершины и кромки, вследствие чего они могут отрицательно воздействовать на грубодисперсные составные части. Из водных солевых растворов в процессе замораживания выпадают прежде всего чистые кристаллы льда, в результате чего концентрация остаточного раствора повышается. Это приводит к дальнейшему понижению точки замораживания. В эвтектической точке раствор затвердевает равномерно.

Максимальное кристаллообразование происходит при температурах от --2 до --8 ^оС, поэтому, чтобы предотвратить образование крупных кристаллов льда при замораживании, необходимо обеспечить быстрое понижение температур в этом интервале. Кроме того, именно из-за максимального кристаллообразования в этом интервале температур повышается содержание в невымороженной влаге растворенных веществ, увеличивается скорость некоторых реакций, в частности из-за нарушения структурных клеточных образований высвобождаются ферменты и окисляются липиды.

Дальнейшее понижение температуры не сопровождается значительным возрастанием концентрации веществ в жидкой фазе, происходит снижение скорости физико-химических и биохимических реакций.

При медленном замораживании молока невымороженной остается около 4 % свободной и 3--3,5 % связанной влаги. В свободной влаге повышена концентрация белков, минеральных солей и лактозы. Это влияет на стабильность белков: из казеина удаляется гидратационная вода, уменьшается заряд казеиновых мицелл, в результате происходят агрегация и дезагрегация казеиновых мицелл и потеря ими стабильности. Этому способствует и кристаллизация лактозы при охлаждении и сильном перемешивании молока перед замораживанием. Поэтому в медленно замороженном молоке физико-химические изменения белков приводят к полной или частичной их денатурации. Образующийся вследствие денатурации осадок состоит из а- и (3-казеина, а также фосфата кальция. Такие изменения белков приводят к снижению способности молока свертываться под действием сычужного фермента.

При быстром замораживании вся свободная влага переходит в лед, невымороженной остается 3--4 % влаги. Оставшаяся связанная влага не обладает свойством растворять соли, поэтому денатурационных изменений белков не происходит. Не нарушается также стабильность оболочек жировых шариков и, как следствие, предотвращается дестабилизация жировой эмульсии.

Замораживание сопровождается уменьшением количества и активности микроорганизмов без их полного уничтожения.

В пределах температур замораживания до --30 °С разрушение многих микроорганизмов происходит при достаточно небольших минусовых температурах. Так, наиболее высокая степень гибели микроорганизмов приходится на температуры --4...--6°С. Однако в этих условиях сохраняют свою жизнедеятельность и способность к росту некоторые психрофильные микроорганизмы. Для предотвращения их развития необходимы более низкие температуры. Почти полностью исключается рост микроорганизмов при температурах --10...--12°С. Хранение при таких температурах позволяет сохранять продукты без микробиологической порчи.

Тем не менее при замораживании и хранении при низких температурах в продукте остается часть жизнеспособной микрофлоры, а ферменты длительное время сохраняют свою активность. Поэтому при размораживании продукта могут начаться процессы, влияющие на его качество.

4. Физико-химические основы производства масла способом сбивания сливок и способом преобразования высокожирных сливок

Производство масла методом сбивания сливок

Основные физико-химические изменения жировой фазы сливок происходят в период их физического созревания и в процессе сбивания.

Устойчивость жировой фазы сливок, как и молока, обусловлена наличием липопротеидных оболочек на поверхности жировых шариков. Оболочки обладают упругостью, механической прочностью, имеют электрический заряд и окружены молекулами воды.

В процессе физического созревания сливок жир отвердевает и жировая эмульсия (дисперсия) частично дестабилизируется. При низких температурах изменяются свойства защитных оболочек жировых шариков - ослабляется их связь с молочным жиром, уменьшается толщина, снижаются эластичность и прочность. При кристаллизации глицеридов, особенно высокоплавких, может нарушаться целостность оболочек некоторых жировых шариков. На них образуются трещины, через которые выдавливается жидкая часть жира. После частичной или полной гидрофобизации поверхности жировых шариков образуются их агрегаты, скопления и комки. Если жир находится в жидком состоянии, то возможно слияние жировых шариков, в результате которого образуются шарики более крупных размеров.

В результате механической обработки сливок при их сбивании в маслоизготовителе жировая дисперсия полностью разрушается. Жировые шарики окончательно лишаются оболочек, объединяются сначала в мелкие, а затем в более крупные комочки, т. е. образуют масляные зерна, которые подвергают дальнейшей обработке для получения однородного пласта масла с равномерно распределенными каплями влаги.

Следовательно, во время физического созревания и сбивания сливок изменяется структура жировой дисперсии, создается структура масла. Консистенция масла зависит от степени отвердевания жира и определяется химическим составом молочного жира, режимами пастеризации, физического созревания и сбивания сливок.

Производство масла методом преобразования высокожирных сливок

Сущность способа заключается в концентрации молочного жира путем сепарирования и преобразования высокожирных сливок в масло при их термомеханической обработке. Маслообразование включает процессы отвердевания жира, обращения фаз и структурообразования.

В высокожирных сливках, полученных путем вторичного сепарирования пастеризованных сливок, содержится 62-82,5% жира. При сепарировании жировые шарики максимально сближаются без потерь оболочек, которые, однако, становятся более тонкими и менее прочными.

Высокожирные сливки представляют собой достаточно стабильную эмульсию, жировые шарики которой разделены тонкими водно-белковыми прослойками. Для превращения высокожирных сливок в масло необходима дестабилизация жировой эмульсии.

В маслообразователе горячие высокожирные сливки подвергаются одновременному воздействию низких положительных температур и механической обработки. При охлаждении сливок до температуры кристаллизации основной массы триглицеридов молочного жира (18-22°С) жировая эмульсия дестабилизируется. Механическая обработка при дальнейшем снижении температуры до 11-14°С ускоряет процесс дестабилизации.

Во время охлаждения сливок жир внутри жировых шариков отвердевает и кристаллизуется. В результате кристаллизации жира устойчивость оболочек уменьшается, и при интенсивном механическом перемешивании они разрываются. Из жировых шариков выделяется жидкий жир, не успевший отвердеть. Затем наступают, преимущественно, отвердевание и кристаллизация глицеридов жира из расплава (жидкого) жира. Таким образом, из жидкого жира при его массовой кристаллизации образуется непрерывная жировая фаза, в которой распределяются кристаллический и отвердевший жир, мелкие капли влаги (плазмы) и отдельные жировые шарики с неразрушенными оболочками. Следовательно, при маслообразовании происходит процесс, который называют сменой, или обращением, фаз.

Процесс обращения фаз протекает во времени, поэтому в маслообразователе одновременно присутствуют эмульсии двух типов - прямая и обратная. К концу перемешивания, когда количество свободного жира достигает максимума, преобладает обратная эмульсия - эмульсия влаги в жире.

Консистенция масла зависит от скорости кристаллизации глицеридов и степени отвердевания молочного жира.

5. Биохимические и физико-химические процессы при обработке сгустка и сырной массы

Сырная масса перед созреванием должна содержать оптимальное количество влаги, иметь определенные рН и структурно-механические свойства (связность, твердость и т. д.). Эти показатели зависят от интенсивности прохождения физико-химических и биохимических процессов:

Обработка сгустка. Важной операцией при изготовлении сыра является обработка сгустка. Цель ее состоит в том, чтобы удалить из сгустка избыток сыворотки и оставить такое ее количество, которое необходимо для дальнейшего течения биохимических процессов и получения сыра определенного типа и качества. Изменяя содержание сыворотки в сырном зерне, регулируют микробиологические процессы при созревании сыра.

Каждый вид сыра должен содержать оптимальное количество сыворотки в сырной массе. При выработке твердых сыров объем удаляемой сыворотки должен быть больше, чем при производстве мягких сыров. На скорость и степень выделения сыворотки влияют следующие факторы: состав молока, пастеризация, кислотность и др.

Состав молока, а именно количество в молоке жира и растворимых солей кальция, по-разному влияет на содержание влаги в сырной массе. Мелкие жировые шарики не препятствуют выделению из сгустка сыворотки, легко выходят из него и представляют собой основную массу потерь жира при производстве сыра. Крупные жировые шарики могут закупоривать капилляры и задерживать отделение сыворотки. Следовательно, чем жирнее молоко, тем хуже его сгусток выделяет влагу. Растворимые соли кальция (до определенного предела) способствуют получению плотного сгустка и быстрому выделению из него сыворотки. При недостатке в молоке солей кальция, как правило, образуется дряблый сгусток, из которого плохо удаляется влага.

Пастеризация молока изменяет физико-химические свойства белков и солей (денатурируют сывороточные белки, повышается гидрофильность казеина и т. д.). Поэтому сгусток, полученный из пастеризованного молока, при прочих равных условиях обезвоживается медленнее, чем сгусток из сырого молока.

Кислотность молока и сырной массы является решающим фактором, влияющим на выделение сыворотки из сырной массы. Молочнокислый процесс, начавшийся в исходном молоке, активно продолжается во время свертывания и обработки сырной массы. При этом количество молочнокислых бактерий в сырном зерне значительно выше, чем в сыворотке. Накопившаяся в сырном зерне молочная кислота снижает электрический заряд белков и тем самым уменьшает их гидрофильные свойства. Поэтому сгусток, полученный из зрелого молока, легче отдает сыворотку, чем сгусток из свежего молока. Однако молоко с излишне высокой кислотностью образует сгусток, быстро выделяющий сыворотку, что приводит к сильному обезвоживанию сырной массы. Удаление сыворотки из сгустка регулируют специальными приемами. К ним относится изменение температуры сырной массы и кислотности сыворотки, а также механические воздействия (разрезка сгустка, вымешивание сырного зерна) и др. Для каждого вида сыра установлены определенный размер сырных зерен, температура второго нагревания, интенсивность и продолжительность вымешивания и т. д.

Формование и прессование. Сырную массу при формовании соединяют в монолит, придают ему форму сыра и осуществляют дальнейшее выделение сыворотки. При самопрессовании и прессовании сырная масса уплотняется, удаляется свободная сыворотка, захваченная во время формования, образуются микроструктура и замкнутая поверхность сыра. Размеры сыра, способ формования, продолжительность прессования и величину давления выбирают в зависимости от вида вырабатываемого сыра.

Во время формования и прессования сыра молочнокислый процесс продолжается, объем микрофлоры увеличивается, следовательно, повышается кислотность сырной массы и происходит ее обезвоживание. Температура сыра во время технологических операций должна быть в пределах 18-20°С. Более низкая температура замедляет молочнокислый процесс и выделение сыворотки, что может отрицательно сказаться на качестве готового продукта. После прессования сыр должен иметь не только оптимальное содержание влаги, но и уровень активной кислотности (низкая и излишне высокая кислотность ухудшает качество сыра). Поэтому влажность и рН сыра после прессования устанавливают в зависимости от вида вырабатываемого сыра.

Посолка сыра. Одним из важнейших технологических факторов, влияющих на качество сыра, является степень его посолки.

Во время посолки, вследствие разности концентрации хлорида натрия, происходит диффузия соли в сыр из рассола с одновременным выделением из него влаги. Процесс диффузии соли происходит медленно, поэтому по слоям сыра она распределяется неравномерно. Выравнивание концентрации соли по слоям происходит через 1,5-3 мес., в зависимости от вида сыра.

Каждый вид сыра должен содержать оптимальное количество соли. На количество соли влияют содержание влаги в сыре, его размеры, способ и продолжительность посолки, концентрация, температура рассола и другие факторы. С повышением концентрации рассола увеличивается содержание соли и уменьшается содержание влаги в сыре после посолки. Концентрация рассола ниже нормы приводит к набуханию (ослизнению) поверхности сыра. Для твердых сыров концентрация хлорида натрия в рассоле должна быть не ниже 20%, для мягких и рассольных 16-18%. Температуру рассола необходимо поддерживать в пределах 8-12°С. С повышением температуры рассола (выше 12°С) увеличивается содержание хлорида натрия и уменьшается количество влаги в сыре. При этом могут создаваться условия для размножения стафилококков и образования ими энтеротоксинов, что представляет опасность с точки зрения пищевых отравлений.

Температура ниже 8°С способствует набуханию сыра и торможению молочнокислого процесса при созревании.

6. Факторы, влияющие на стойкость масла при хранении

Под стойкостью масла понимается его способность сохранять длительное время высокое качество. Установлено, что порча масла протекает, главным образом, на границе фаз жир-вода, жир-воздух. Следовательно, стойкость масла при всех прочих равных условиях зависит от степени диспергирования влаги (плазмы) и содержания в нем воздуха. Правильное распределение влаги -один из основных факторов повышения стойкости масла. Измельчение капелек влаги приводит к их изоляции, вследствие чего водная часть масла, содержащая питательные вещества, становится малодоступной для микроорганизмов. Однако избыточная обработка масляного зерна отрицательно влияет на стойкость масла -в нем увеличивается количество воздуха, способствующего окислению жира.

Масло, выработанное методом преобразования высокожирных сливок, характеризуется наиболее тонким распределением влаги (средний размер капель равен 4-5 мкм) и малым содержанием воздуха. Поэтому оно имеет повышенную стойкость по сравнению с маслом, полученным сбиванием сливок, в котором содержится в 3 раза больше капель размером 9-10 мкм. Однако оно более подвержено окислительной порче в условиях длительного хранения при низких отрицательных температурах (-18°С).

Стойкость масла при хранении зависит от химического состава молочного жира, и в первую очередь, от содержания в нем полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой и арахидоновой). Их количество зависит от времени года (повышается весной, понижается осенью и зимой) и географической зоны получения молочного жира. Чаще всего нестойко при длительном хранении масло, выработанное из весеннего молока.

Многие компоненты плазмы масла влияют на скорость окислительной порчи, являясь антиокислителями или ускорителями окисления. Ускорителями окислительных процессов в плазме могут служить металлы, хлорид натрия, молочная кислота, диацетил. Металлы (медь, железо) снижают стойкость масла, так как являются сильными катализаторами окислительных реакций. Содержание меди в большей степени зависит от района производства масла и сильно повышается при посолке.

Каталитическое действие металлов усиливают повышенные количества хлорида натрия и молочной кислоты. Поэтому необходимо контролировать кислотность плазмы и соблюдать нормы внесения соли в масло. Кислотность плазмы стойкого сладко-сливочного масла должна быть не выше 19°Т, кисло-сливочного - не выше 35°Т, содержание соли -- не более 1%.

К естественным антиокислителям (антиоксидантам) плазмы масла относятся токоферолы, аскорбиновая кислота, лецитин и др. Как показывает практика, масло летней выработки, богатое этими соединениями, обладает большей стойкостью при хранении, чем зимнее.

Стойкость масла при хранении во многом зависит от бактериальной обсемененности и состава микрофлоры. Особенно нежелательно наличие в масле бактерий и плесневых грибов, обладающих липолитической активностью. Для повышения стойкости масла используют специальные культуры дрожжей. Дрожжи подавляют развитие плесеней и препятствуют прогорканию масла. В последние годы в качестве консерванта стали применять сорбиновую кислоту.



7. Молочно-белковые концентраты. Казеинат

Казеинаты можно рассматривать как химические соединения казеина и щелочных (натрий, калий) или щелочноземельных (кальций) металлов.

Казеинаты можно получать как из свежеосажденного кислотного казеинового сгустка, так и из сухого кислотного казеина. Образующиеся натриевые и калиевые казеинаты имеют повышенную, по сравнению с исходным казеином, водосвязывающую способность, почти полностью растворяются при щелочных и нейтральных значениях рН и низкой концентрации кальция, но теряют растворимость при рН 3,5-5,0, что сдерживает их применение в жидких кислых продуктах. Казеинаты кальция образуют в воде белковые суспензии. Казеинаты натрия обладают высокой вязкостью, отличными гелеобразующими, эмульгирующими и пенообразующими свойствами. Казеинаты широко используются в качестве белковых добавок для обогащения молочных (плавленые сыры, детские и диетические продукты и др.), мясных, рыбных, зерновых продуктов, а также в качестве стабилизаторов структуры мороженого, смесей для взбивания, пудингов, кремов, сметаны, йогурта, сгущенного молока и др.

Сырьем для получения казеинатов служит обезжиренное молоко, превращение которого в казеинаты проходит через стадию получения казеина. Таким образом, на качество и состав казеинатов влияют не только способы их получения, но и условия производства казеина (температура осаждения, условия обработки полученного сгустка, промывка и др.). Так как качество казеинатов определяется в основном содержанием растворимого белка, то при их производстве необходимо придерживаться оптимальных режимов выделения казеина из обезжиренного молока.

Современной технологией предусматриваются два способа производства казеинатов: двухстадийный и одностадийный. Первый способ заключается в предварительном получении из обезжиренного молока сухого казеина, а из него, по мере необходимости, - пищевых казеинатов. Одностадийный способ позволяет получать казеинаты из свежеосажденного казеина, т.е. казеина-сырца. В нашей стране казеинаты вырабатываются преимущественно по двухстадийной технологии, что объясняется значительной сезонностью производства в молочной отрасли и перегрузкой распылительных сушилок, которые летом используются для выработки сухого обезжиренного молока (СОМ).

В качестве растворителей при получении казеинатов используются растворы гидроокисей различных щелочных металлов или их солей, что обусловливается предназначением готового продукта. В нашей стране в основном получают казеинат натрия. В других странах широко распространено производство казеинатов калия, кальция, аммония. Большинство типов казеинатов имеют растворимость около 100%, лишь казеинаты кальция при растворении в воде образуют коллоидную суспензию.

Для уменьшения времени растворения частиц, перед добавлением щелочи, сгусток казеина обрабатывают на коллоидной мельнице. Из-за способности частиц казеина к термопластической агломерации температура помола не должна превышать 45єС. Дозируя щелочь в поток важно тщательно контролировать уровень рН, доводя до величины 6,7. Для уменьшения вязкости получаемого раствора, после достижения требуемого уровня рН, его температуру необходимо как можно быстрее поднять до 60-75 єС. Время растворения свежеосажденного сгустка составляет 30-60 минут.

Сушка казеинатов чаще всего производится на распылительных сушилках. Для устойчивой их работы вязкость продукта, подаваемого на сушку, не должна превышать значений, соответствующих массовой доле сухих веществ в растворе казеината натрия - 18-20%. Для уменьшения вязкости раствора казеината его температуру непосредственно перед сушкой можно повысить до 90-95єС.

Объем выработки продукта, который сдерживается в основном производительностью сушильного оборудования, может быть существенно повышен, если раствор казеината натрия подвергнуть ферментации. Это позволяет поднять массовую долю сухих веществ в нем до 24-25% без роста вязкости. Для этого был разработан непрерывный способ получения ферментированного казеината и создано соответствующее оборудование.

Одной из растворимых форм казеина является казецит (цитратный казеинат, содержащий соли лимонной кислоты - цитраты), который используется для обогащения детских продуктов питания белком. Казецит характеризуется сбалансированностью по таким минеральным веществам, как калий, натрий, магний при оптимальном соотношении кальция и фосфора, а также содержит анионы лимонной кислоты, которые способствуют усвоению организмом солей кальция. Это позволяет использовать казециты при производстве молочных продуктов для лечебного питания детей. Технологические операции получения казецитов осуществляются в последовательности: приемка и подготовка сырья, осаждение казеина, тепловая обработка казеинового зерна, промывка казеина, обезвоживание и измельчение сгустка, растворение казеина-сырца в растворе солей цитратов, сушка раствора казецита, упаковка.

Технология казеинатов кальция имеет две важные особенности. Первая - растворы казеината кальция склонны к дестабилизации при нагревании, особенно при уровне рН ниже 6. Вторая - для растворения казеинового сгустка в растворе гидроксида кальция необходимо гораздо больше времени, чем в растворе гидроксида натрия. Поэтому для ускорения процесса казеин сначала полностью растворяют в растворе аммиака, а затем добавляют гидроксид кальция в растворе сахарозы. Раствор казеината кальция сушат на барабанной сушилке, при этом аммиак покидает продукт.

К недостаткам производства казеинатов можно отнести использование в технологическом процессе в больших количествах химических реагентов, что снижает пищевую ценность белков. Несмотря на это, продукты находят очень широкое распространение во всех отраслях пищевой промышленности.

Относительно других казеинатов известно, что казеинаты алюминия в качестве эмульгатора применяются в мясных продуктах. Они, на ряду с казеинатами серебра, меди, железа и висмута, находят применение в медицине. Казеинаты магния, железа и меди используются при производстве продуктов детского и диетического питания в качестве пищевых добавок, обогащающих продукты микроэлементами.

8. Содержание и топография распределения основных биохимических ингредиентов в мясе мышечной ткани и саркоме

Химический состав мышечной ткани очень сложен и изменяется под влиянием различных факторов. Средний химический состав хорошо отпрепарированной мышечной ткани составляет: воды - 70-75 % от массы ткани; белков - 18-22 %; липидов - 0,5-3,5 %; азотистых экстрактивных веществ - 1,0-1,7 %; безазотистых экстрактивных веществ - 0,7-1,4 %; минеральных веществ - 1,0-1,5 %.

Около 80 % сухого остатка мышечной ткани составляют белки, свойства которых в значительной степени определяют свойства этой ткани.

Основным структурным элементом мышечной ткани является мышечное волокно, представляющее собой длинную многоядерную клетку. Диаметр волокна может быть от 10 до 100 мкм, длина зависит от длины мышцы.

Поверхность мышечного волокна покрыта эластичной двухслойной оболочкой - сарколеммой (рис. 1). Внутри волокна по его длине расположены длинные нитеподобные образования - миофибриллы занимающие 60-65 % объема клетки. Они являются сократительными элементами мышечного волокна.

Внутри клетки расположены также ядра, митохондрии, рибосомы, лизосомы и другие органеллы. Все эти структурные элементы окружены саркоплазмой - полужидкой частью клетки, занимающей 35-40 % ее внутреннего объема.

Мышечные волокна разделены тончайшими прослойками соединительной ткани - эндомизием, который связан с сарколеммой. Группа мышечных волокон образует первичный мышечный пучок, окруженный соединительнотканной оболочкой - внутренним перимизием. Первичные пучки объединяются в пучки вторичные, третичные, которые в совокупности образуют мышцу (мускул).

Мышца также окружена оболочкой - эпимизием или фасцией. Мышцы можно отделять друг от друга по фасциям.

Содержание в мясе этих соединительнотканных образований имеет важное значение для его консистенции. В перимизии и эпимизии мышц упитанных животных находятся жировые клетки, образующие «мраморность» на разрезе мяса.

Миофибриллы поперечнополосатой мускулатуры состоят из правильно чередующихся темных и светлых полос (дисков). Видимые в оптический микроскоп поперечные полосы возникают вследствие различных оптических свойств участков, регулярно чередующихся по длине волокна. Различают более темные А-полосы и светлые 1-полосы, Каждую I-полосу пересекает так называемая Z-линия (или Z-диск) (рис. 2). Расстояние между двумя Z-линиями называется саркомером. Он представляет собой структурную единицу мышечного волокна.

Структурная схема мышечной ткани

9.Техника определения жира в сухом молоке

В настоящее время для определения жира в молоке и молочных продуктах применяют два метода: кислотный и гравиметрический

При проведении исследований кислотным методом используют жиромеры для определения жира в молоке и молочных продуктах, в сливках и молочных продуктах с высоким содержанием жира, в обезжиренном молоке и пахте.

Жиромер для молока и молочных продуктов показывает содержание жира в процентах массы при навеске в 11 г продукта (10,77 см³ молока), жиромер для сливок и молочных продуктов с высоким содержанием жира -при навеске продукта 5 г, а жиромер для обезжиренного молока и пахты - при навеске продукта 22 г.

Определение определения жира в сухих молочных продуктах с применением жиромеров для молока

В химический стакан вместимостью 25-50 см³, бюксу или на листок пергамента взвешивают 1,5 г сухого продукта с точностью до 0,01 г. В жиромер для молока наливают 10 см³ серной кислоты плотностью 1810-1820 кг/м³, 7-8 см³ воды и помешают через воронку навеску, смывая в жиромер прилипшие частицы водой; затем приливают 1 см³ изоамилового спирта и добавляют столько воды, чтобы уровень жидкости был на 4-6 мм ниже шейки жиромера.

Жиромер закрывают пробкой, энергично встряхивают до растворения основной массы продукты, затем переворачивают 2-3 раза и вновь энергично встряхивают. Жиромер помещают в центрифугу на 5 мин.

Определение содержание жира в сухих сливках с применением жиромеров для сливок

На лист пергамента взвешивают 2,5 г сухих сливок или 2 г сухих высокожирных сливок с точностью до 0,01 г. В жиромер наливают 10 см³ серной кислоты, 8-9 см³ воды и насыпают через воронку навеску продукта, смывая в жиромер прилипшие частицы водой; вносят 1 см³ изоамилового спирта и доводят водой уровень жидкости в жиромере на 4-6 мм ниже основания горлышка жиромера. При определении жира в сухих высокожирных сливках в жиромер напивают 8 см³ серной кислоты, 10 см³ воды и 1 см³ изоамилового спирта.

Содержание жира в процентах к массе находят умножением показания жиромера на 2 при навеске продукта 2,5 г и на 2,5 при навеске продукта 2 г.

Метод определения массовой доли жира в сухих молочных консервах

В два стакана вместимостью 25 или 50 см³ взвешивают с отсчетом показаний до 0,005 г по 5 г сухих консервов с массовой долей жира до 40 % или по 2,5 г сухих консервов с массовой долей жира более 40 %. Прибором для дозирования приливают по 10 см³ серной кислоты плотностью 1550 кг/м³, тщательно перемешивают стеклянной палочкой до полного растворения продукта.

Пробы из стаканов через воронку переносят в два жиромера, помещенные в штатив. Затем небольшим объемом (5--6 см³) серной кислоты той же плотности из прибора для дозирования ополаскивают стакан и палочку и через воронку выливают в жиромеры, смывая остатки продукта со стенок воронки.

Добавляют по 1 см³ изоамилового спирта.

Жиромеры закрывают сухими пробками, вводя их немного более чем наполовину в горловину жиромеров. Смешивают содержимое жиромеров, энергично встряхивая и переворачивая 2--3 раза до полного растворения белковых веществ.

Устанавливают жиромеры пробкой вниз в водяную баню при температуре (65±2) ^оС на 7--10 мин.

В течение этого времени жиромеры несколько раз вынимают из бани и энергично встряхивают

Жиромеры вставляют в патроны центрифуги, направляя градуированной частью к центру и центрифугируют в течение 5 мин, считая время с момента достижения скорости вращении. При нечетном числе жиромеров с анализируемым продуктом в центрифуг для равновесия помещают жиромер, заполненный 10 см³ воды и 10 см³ серной кислоты.

Жиромеры вынимают из центрифуги, регулируют при помощи резиновой пробки столбик жира так, чтобы он находился в градуированной части и нижняя граница совпадала с каким-либо значением, и погружают жиромеры градуированной частью вверх в водяную баню (65±2) ^оС на 5 мин. Через 5 мин жиромеры вынимают из водяной бани и быстро проводят отсчет жира. При отсчете жиромер держат вертикально, причем граница жира должна быть на уровне глаз. Движением пробки вверх или вниз устанавливают нижнюю границу столбика жира на каком-либо делении шкалы и от него отсчитывают длину столбика жира до нижней точки мениска верхней границы. Граница раздела жира и кислоты должна быть резкой, а столбик жира прозрачным. Показание жиромера выражают в процентах с отсчетом до наименьшего деления шкалы жиромера.

Жиромеры вновь помешают на 5 мин в водяную баню, центрифугируют в течение 5 мин, выдерживают в водяной бане в течение 5 мин и определяют величину столбика жира с отсчетом показаний до наименьшего деления. Если величина столбика жира отличается от предыдущего измерения более чем на половину наименьшего деления (0,05 %), то центрифугирование повторяют в третий раз. Если после третьего центрифугирования величина столбика жира вновь увеличилась более чем на 0,05 %, то проводят четвертое центрифугирование, каждый раз термостатируя жиромер в водяной бане до и после центрифугирования по 5 мин.

Примечание. При анализе продуктов, гомогенизированных в процессе производства первое центрифугирование целесообразно проводить в течение 10 мин. Для этого необходима центрифуга с обогревом, отрегулированная на (65±2) ^оС. После первого отсчета жира жиромер энергично встряхивают, затем помешают на 5 мин в водяную баню и центрифугируют.

Обработка результатов

Массовую долю жира в продуктах с массовой долей жира до 40 % определяют в процентах по шкале жиромера.

Массовую долю жира в продуктах с массовой долей жира более 40 % определяют умножением показания жиромера на коэффициент 2.

Предел допускаемой погрешности результата измерений составляет ±0,5 % массовой доли жира для сухих молочных консервов с массовой долей жира до 40 % и ±1,0 % массовой доли жира для сухих молочных консервов с массовой долей жира более 40 % при доверительной вероятности 0,95 и условии, что результаты двух параллельных определений находя к я в пределах одного наименьшего деления шкалы жиромера.

За окончательный результат анализа принимают значение результатов двух параллельных определений, находящихся в пределах одного наименьшего деления шкалы жиромера.

Техника описана в ГОСТ 29247-91. Консервы молочные. Методы определения жира.

молоко фермент масло концентрат

Список литературы

1. ГОСТ 29247-91. Консервы молочные. Методы определения жира. М.: ИПК Издательство стандартов. 2001. - 6 с.

2. Дымар О.В., Чаевский С.И. Название: Производство казеина: основытеории и практики. Минск: РУП «Институт мясо-молочной промышленности», 2007. - 70с.

3. Кудряшов JI. С. Физико-химические и биохимические основы производства мяса и мясных продуктов. - М.: ДеЛи принт, 2008. - 160 с.

4. Перкель Т. П. Физико-химические и биохимические основы производства мяса и мясных продуктов: Учебное пособие / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2004. - 100 с.

5. Шалыгина А. М., Калинина Л. В. Общая технология молока и молочных продуктов. -- М.: КолосС, 2004. -- с.: ил.

6. Шейфель О.А. Биохимия молока и молочных продуктов: Конспект лекций / О.А. Шейфель; Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2010. - 126 с.

Размещено на Allbest.ru