Содержание пояснительной записки
Введение 2
1. Литературный обзор. Выводлитературного обзора 3
2. Цели и задачи исследования 30
3. Методика исследования 31
4. Экспериментальная часть 45
4.1. Приборы и посуда 45
4.2 Разработкавакуум-выпарной установки 46
4.3 Схема проведенияисследований 47
4.4 Эксперимент 1 50
4.5 Эксперимент 2 60
5. Обсуждение результатов 69
6. Экономическая эффективность 77
Выводы 79
Приложения 83
Библиографический список 85
Введение
В последние 10 лет вРоссии активно развиваются новые направления производства, связанные свыработкой продуктов со сложным жировым составом. В состав таких продуктовнаряду с молочным жиром входят растительные масла и продукты их модификаций.Большой интерес к производству продуктов со сложным жировым составом обусловлен формированием новых взглядов на рациональное питание, развитиемсовременных технологий, дефицитом качественного молочного сырья и высокой егостоимостью, ростом конкуренции со стороны импортной продукции.
Структура потребленияявно смещается в сторону масел со сложным жировым составом. Это не толькопродукт с хорошим соотношением цена – качество, но и удовлетворяющиеопределённые потребности потребителя по жирности и составу жиров, в том числе икак продукты здорового питания.
Использование сухогомолока в качестве сырья позволит решить такие проблемы как сезонный дефицит молока и позволит снизить себестоимость продукта за счет того, чтосуществует возможность восстановления сухого молока до более высокогосодержания сухих веществ, чем в обычном молоке.
1 Литературный обзор
1.1Российский рынок молочныхконсервов
1.1.1 Производство молочных консервов
Производство молочных консервов в России непрерывнорастет. Стойкие и транспортабельные, они дают возможность потреблять молоко втех регионах, в которых отсутствует молочное скотоводство. Для туристов иэкипажей кораблей эти продукты просто незаменимы.
Все более широкое применение они находят в домашнемприменении. В дальнейшем потребление молочных консервов будет увеличиваться,так как расширяется их ассортимент [13].
За 2003 г. производство молочных консервов в целомпо России выросло на 7,1% по сравнению с предыдущим 2002 г. и составило 581,0туб [1].
Можно выделить округа, где произошло увеличениевыработки молочных консервов по отношению к прошлому году: Центральный – объемпроизводства вырос на 12%; Южный – на 31%; Сибирский – на 2%.
Однако на фоне общего роста производства молочныхконсервов существуют округа, где объем их выпуска за данный период снизился. Кним относятся: Северо-Западный, Приволжский, Уральский.
В табл. 1 представлено соотношение объемовпроизводства молочных консервов за 2003 г. по отношению к предыдущему году вразрезе федеральных округов[1].
Таблица 1.1. Производство молочных консервов за2003,2002гг [1].
/>Федеральный округ
Производство молочных
консервов, туб Изменение, % 2003 г. 2002 г. Россия (всего) 581,0 542,4 107,1 Центральный 343,9 307,0 112,0 Северо-Западный 23,1 28,7 80,5 Южный 46,2 35,3 131,0 Приволжский 19,9 23,3 85,5 Уральский 71,8 73,5 97,7 Сибирский 76,1 74,6 102,0
На рис.1.1 показана доля основных федеральныхокругов – производителей молочных консервов за 2003 год.
/>рис.1.1. Доля основных экономическихрайонов – производителей
молочных консервов за 2003 г.
Анализ данных представленного рисунка устанавливает,что на долю Центрального, Сибирского и Уральского федеральных округовприходится 84,5% от общероссийского производства молочных консервов.
Долгое время многиеспециалисты считали данный рынок недостаточно перспективным, т.к. по оценкамнекоторых экспертов, значительная доля (до 40%) приходилась на заказ со сторонысиловых структур государства [3]. На сегодняшний день к одним из основныхпотребителей сгущенного молока относят различных производителей других пищевыхпродуктов. Его используют в кондитерской промышленности для производства ириса,молочных (типа «Коровки»), сбивных, помадных и ликёрных конфет, ассорти, начинок для конфет; в производстве мороженого; в хлебопекарной промышленности –для производства тортов, пирожных, рулетов, кремов [27].
Что же касаетсянепосредственно населения, то по данным исследования, проверенного компанией«Эрконпродукт», сгущённое молоко как особый вид сладкого продукта потребляютоколо 45% россиян с периодичностью от одного до нескольких раз в месяц взависимости от исследуемой местности.
Средняя российская ценана сгущённое молоко за банку массой 400 г в 2003 г. колебалась в пределах 12 –17 руб. (по данным системы ММЦ) [3].
По оценкам различныхэкспертов 50 – 70% рынка сгущённого молока заняты консервами, изготовленными непо ГОСТу, а в соответствии с ТУ – с добавлением в продукт растительных жиров.
Основных причин впроизводстве сгущённого молока с растительными жирами две.
Первая – недостатокмолочного сырья. Другая существенная причина – использование растительных ингредиентовведёт к снижению себестоимости, что составляет по оценкам экспертов, не менее35 – 40% [3].
1.1.1.2 Производствосухого цельного молока
Производство сухогоцельного молока в 2003 г. в целом по России составило 76,7 тыс.т, это меньше на5,3%, чем в предыдущем 2002 г [1]. Однако в Центральном и Уральском округахпроизошло увеличение производства сухого цельного молока на 7,4% и на 7,2%соответственно. В остальных наблюдается снижение объёмов производства.
В таблице 2 представлено соотношение объёмов производства сухого цельного молока за 2003 г.по отношению к 2002 г. в разрезе федеральных округов [1].
Таблица 1.2.Производство сухого цельного молока за 2003, 2002 гг [1].Федеральный округ Производство сухого цельного молока, тыс.т Изменение, % 2003 г. 2002 г. Россия, всего 76,7 80,9 94,7 Центральный 27,6 25,7 107,4 Северо-Западный 4,2 6,1 68,7 Южный 3,4 3,7 92,0 Приволжский 17,4 18,8 92,3 Уральский 4,4 4,1 107,2 Сибирский 19,7 22,6 87,2 Дальневосточный - - -
На рис.1.2 показана доляосновных федеральных округов производителей сухого цельного молока в 2003 г.
/>рис.1.2. Доля основных экономическихрайонов – производителей сухого цельного молока
Видно, что производство сухого цельного молока вЦентральном, Сибирском и Приволжском округах составляет 84,4% от всегопроизводства сухого цельного молока в России за 2003 год.
На 15.11.2003 г.оптово-отпускная цена на сухое цельное молоко по России и Сибирскому региону составлялиот 39,6 д. 81,0 руб./кг и от 48,0 до 58,0 руб./кг соответственно. Розничнаяцена сухого цельного молока по России и Сибирскому региону колебалась впределах от 50,0 до 125,0 руб./кг и от 50,0 до 90,0 руб./кг соответственно [2].В Сибирском округе максимальное значение цен на сухое цельное молокозначительно ниже максимальных значений по России, а розничная цена сухогоцельного молока вообще минимальна по России.
1.1.1.3 Производствосухого обезжиренного молока.
За 2003 г. в России былопроизведено 97,3 тыс.т сухого обезжиренного молока – это на 7,2% ниже чем в2002 г.
Однако в таких регионахкак Северо-Западный и Уральский производство сухого обезжиренного молокаувеличилось на 22,9% и 12,9% соответственно, в остальных округах наблюдалосьснижение объёмов производства. В таблице 3 представлены соотношения объёмовпроизводства сухого обезжиренного молока за 2003 г. и 2002 г.
Таблица 1.3.Производство сухого обезжиренного молока за 2003,
2002 гг[1].Федеральный округ Производство СОМ, тыс.т Изменение, % 2003 г. 2002 г. Россия, всего 97,3 104,8 92,8 Центральный 30,3 32,0 93,8 Северо-Западный 5,3 4,3 122,9 Южный 9,5 10,9 87,5 Приволжский 32,4 34,5 93,9 Уральский 3,7 3,3 112,9 Сибирский 16,3 19,7 82,9 Дальневосточный 0,03 0,2 15,4
На рис.1.3 представленадоля основных федеральных округов – производителей СОМ в 2003 г.
/>
рис.1.3. Доля основныхэкономических районов – производителей
сухого обезжиренного молока
На долю Центрального, Приволжского и Сибирскогоокругов приходится 80,8% производства от всего производства СОМ в России.
По данным МинсельхозаРоссии [2] на 15.11.2003 г. цены на СОМ составляли: Оптово-отпускные цены (сНДС) 28,30 и 65,0 руб./кг минимальная и максимальная соответственно и розничныецены (с НДС) 45,0 и 72,0 min и max соответственно – по России.
Для Западно-Сибирскогорегиона оптово-отпускные цены 36,0 (min) и 56,0 (max), а такжерозничные цены 55,0 (min) и(max).
1.1.2 Комбинированное и модифицированноесгущённое молоко с сахаром
Резкое ухудшениеэкологической обстановки во всём мире, связанное с техническим прогрессом, атакже недостаток или избыток отдельных компонентов пищи привели к появлениюновых и резкому увеличению числа известных болезней, связанных с неправильнымпитанием.
Для сохранения здоровьячеловека продукты питания должны обеспечивать улучшение обмена веществ,повышение сопротивляемости организма к неблагоприятным воздействиям внешнейсреды. В связи с этим актуальной является разработка специализированныхпродуктов сбалансированного состава, обладающих лечебно-профилактическимдействием с учётом физиологических потребностей различных возрастных группнаселения.
Создание продуктов«здорового» питания, имеющих сбалансированный состав, может быть реализовано засчёт их многокомпонентности, в частности путём комбинирования сырья животногорастительного происхождения [20].
Использование сухогомолочного сырья и растительных жиров при производстве сгущённого молока ссахаром также решает такие проблемы, как дефицит молочного сырья и снижениесебестоимости продукта.
Сухое молоко, жиры испециальные смеси, используемые в качестве ингредиентов при производстве рекомбинированных молочных консервов, должны быть хорошего качества и обладатьнеобходимыми функциональными характеристиками, обеспечивающими готовый продуктопределёнными свойствами.
Сухое молоко выбирают сучётом его состава, физических и химических и микробиологических характеристик.Наиболее важной характеристикой СОМ является его способность придавать продуктунужную вязкость. Важно знать условия производства, поскольку и тепловаяобработка и гомогенизация могут повлиять на вязкость вырабатываемого сгущённогомолока с сахаром.
Сгущенные молочныеконсервы вырабатывают по традиционной технологии в соответствии с ГОСТом2903-78 и по различным ТУ.
Традиционная технология сгущенногомолока с сахаром.
Сгущенные молочные консервывырабатывают двух видов: с сахаром и без него (стерилизованные).
Сгущенные молочныеконсервы с сахаром. Имеют однородную по всей массе консистенцию без ощутимыхорганолептически кристаллов лактозы, белый с кремовым оттенком цвет (для нежирныхконсервов допускается голубоватый оттенок, а для консервов с наполнителем—темно-коричневый). Эти консервы обладают сладким вкусом с выраженным оттенкомпастеризованного молока или сливок, а консервы с наполнителями — хорошовыраженными вкусом и запахом натурального кофе или какао. В настоящее времяизготовляют большой ассортимент сгущенных консервов с сахаром, нежирных и смассовой долей влаги от 26 до 30 %, сухих веществ от 26 до 36, жира от 5 до 19и сахарозы от 37 до 44 %, кислотностью от 37 до 60 Т. В готовых консервах общееколичество бактерий в 1 г допускается не более 50 000 (для молока сгущенного ссахаром, нежирного и пахты) и 35 000 (для сгущенных консервов с сахаром, кофе икакао), бактерии группы кишечной палочки в 0,1 г продукта и патогенныемикроорганизмы не допускаются.
Предприятия отрасли выпускают следующие виды консервов: цельное сгущенноемолоко с сахаром, сгущенные сливки с сахаром; нежирное сгущенное молоко ссахаром; сгущенную пахту с сахаром; натуральный кофе со сгущенным молоком исахаром, какао со сгущенным молоком и сахаром, какао со сгущенными сливками исахаром и другие с различными оригинальными названиями.
Сгущенные молочные консервы с сахаром вырабатывают по однойтехнологической схеме (рис. 1.4). Режимные параметры зависят от конкретноговида консервов.
Технологический процесс производства сгущенных консервов с сахаромсостоит из следующих основных операций: приемка и подготовка сырья икомпонентов, нормализация, пастеризация, гомогенизация, приготовление идобавление сахарного сиропа, сгущение, охлаждение сгущенного продукта,фасование, упаковывание (закатывание) и хранение.
Приемку молочного сырья и его подготовку (очистку, охлаждение ирезервирование) проводят так же, как и при выработке других молочных продуктов.Компоненты готового продукта по рецептуре подготавливают согласно действующейдокументации. После подготовки молоко нормализуют с учетом содержания в готовомпродукте жира, сухого молочного остатка, сухого обезжиренного молочногоостатка (СОМО) и соотношения жира и СОМО (Жпр/СОМОлр). Этосоотношение сравнивают с соотношением в перерабатываемой партии молока (ЖМ/СОМОМ).Если ЖМ/СОМОМ >Жпр/СОМОпр, тодля нормализации исходного молока используют обезжиренное молоко; если ЖМ/СОМОЫ
Нормализованную молочную смесь пастеризуют при температуре85—95 или 105—112°С без выдержки. Для нежирных консервов обезжиренное молоко ипахту пастеризуют при 75—77°С с выдержкой 10 мин и при 85—90°С без выдержки. Внормализованное молоко перед пастеризацией можно вносить 25%-ный водныйраствор соли-стабилизатора в количестве 0,008—0,01 % массы
молока.После пастеризации молоко рекомендуется охладить до 70—75°С и направить насгущение. Выдержка молока при температуре пастеризации обеспечивает получениеготового продукта повышенной вязкости.
Перед сгущением допускается гомогенизация молока. Ее применяют в зимнеевремя, а также для консервов вязкостью менее 2,5 Па • с. Гомогенизацию проводятпри температуре 60—65 °С и рабочем давлении 8—10МПа, а для сгущенных консервовс кофе — при 75—80 °С и 10—12 МПа.
Сахарный сироп готовят путем растворения необходимого количества сахарав питьевой воде температурой 60—70 «С. После смешивания сахара с водойсмесь доводят до кипения и очищают. Сахарные сиропы рекомендуется готовить сконцентрацией сахара 65—70 %. С целью предотвращения расщепления (инверсии)сахарозы, а также засахаривания и загустения сироп нельзя выдерживать более 20мин от начала кипения до начала его смешивания с молоком. Температура сиропапри смешивании должна быть 90—95 °С.
Сахарныйсироп может поступать в вакуум-аппарат установки в смеси с молоком илипоэтапно: сироп — молоко — сироп. Перед поступлением в выпарной аппаратмолочную смесь с сахарным сиропом, молоко или сироп фильтруют.
/>
Рис. 1.4. Технологическая схемавыработки сгущенных молочных консервов с сахаром:
/ — приемнаяемкость; 2, 7, 10, 13, 14, 21 — насосы; 3 — пластинчатый нагреватель; 4—сепара-торы-молокоочистители;5— сепаратор-сливкоотделитель; 6— емкость для обезжиренного молока; 8— пластинчатыйохладитель; 9, 12, 15— емкости; 11 — трубчатые пастеризаторы; 16, 22—'вакуум-аппараты;17, 20— регуляторы уровня; 18— трубчатые охладители; 19 — трубчатыеподогреватели; 23 — вакуум-охладитель; 24— наполнитель; 25— закаточная машина; 26—моечно-сушильны'й агрегат; 27— этикетировочная машина
Сгущение (варку)проводят при температуре кипения: в однокорпусной установке 55—58 °С всередине процесса и 60—63 °С в конце процесса, в двухкорпусной установке 70—80°С в первом корпусе и 50—52 °С во втором корпусе. Продолжительность сгущенияпродукта в вакуум-аппарате должна быть минимальной. Для установленияготовности продукта отбирают его пробу, охлаждают до 18—20 °С и определяютплотность, массовую долю сухого вещества и органолептические показатели.Плотность сгущенного цельного молока с сахаром при 50 °С равна 1280—1320 кг/м3.Массовая доля сухих веществ в готовом продукте по рефрактометру при 20 °Ссоставляет 73,8—74 %. Консистенция пробы продукта при 50 °С должна бытьслабовязкой. Продукт должен легко стекать со шпателя или ареометра приизвлечении его из цилиндра, в котором определяли плотность пробы. Сгущенныйпродукт из вакуум-выпарной установки направляют на охлаждение. Для этой целиприменяют охладители-кристаллизаторы и вакуумные охладители. Продукт охлаждаютдо температуры 18—20 °С в течение 40—60 мин.
При охлаждении сгущенного молока с сахаром начинается кристаллизациялактозы. Этот процесс неуправляем, и результатом его является образованиекрупных кристаллов. Для получения продукта высокого качества необходимо, чтобыразмеры кристаллов лактозы не превышали 10 мкм. Если образуются кристаллыбольшего размера, то консистенция сгущенного продукта становится мучнистой идаже песчанистой. Для интенсификации кристаллизации и образования мелкихкристаллов лактозы в сгущенный продукт вносят затравку — сухуюмелко-кристаллическую лактозу с размером кристаллов 2—3 мкм. Количествозатравки соответствует 0,2 % массы продукта. Лактозу перед внесением прогреваютпри 105 ± 2 °С не менее 1 ч. После внесения лактозы в сгущенное молокоувеличивается число зародышей кристаллизации, которые способствуют образованиюмелких кристаллов. В качестве затравки можно использовать сгущенное молокопредыдущей выработки. Его количество должно составлять не менее 10 %.Температура кристаллизации лактозы 25-35 °С.
О правильно проведенной кристаллизации лактозы судят по ее размерам.Согласно ГОСТ 2903 однородность консистенции продукта определяют по среднимразмерам и распределению кристаллов по группам, а их количество — подсчетом подмикроскопом с применением окуляров-микрометров. Величину кристалла измеряютпо длине грани. Все кристаллы делят на 4 группы. По средней величинекристаллов в каждой группе и их количеству вычисляют средний размер кристалловв сгущенном молоке с сахаром. При определении размеров кристаллов молочногосахара измеряют не менее 100 кристаллов. В зависимости от размеров кристалловмолочного сахара выделяют следующую консистенцию продукта: до 10 мкм —консистенция, однородная по всей массе; от 11 до 15 — мучнистая; от 16 до 25 —песчанистая; более 25 — хрустящая на зубах.
Из охлажденного сгущенного молока отбирают также пробы для определенияфизико-механических и биохимических показателей. Если эти показателисоответствуют нормативной документации, то продукт направляют на фасование изакатывание. Готовый продукт фасуют и закатывают в жестяные банки № 1, 7, 13,металлические тубы № 13, а также фанерно-штампованные или деревянные заливныебочки и металлические фляги.
Если продукт не соответствует по содержанию воды и жиратребованиям ГОСТа и технических условий, его нормализуют (стандартизируют)после сгущения водой обезжиренным молоком или сливками. Вода должна бытькипяченой и очищенной. Ее количество можно определить по формуле
М* = (Л/прСпр/Стр)- Мпр, (1)
где А/в,Л/пр — масса добавляемой воды и продукта, кг; Спр, Сф — массоваядоля сухих веществ в нормализуемом продукте и требуемая массовая доля сухихвеществ в готовом продукте, %.
Количество обезжиренного молока, которое необходимо длянормализации готового продукта, определяют по формуле
М0= Мпр[(Жпр/Опр)- Спр]/[С0 — (Ж0/0пр)], (2)
где М0—- масса добавляемого обезжиренного молока, кг; Жпр, Ж0—массовая доля жира в продукте и обезжиренном молоке, %; Опр —отношение массовых долей
жира иСОМО, которое должно быть в готовом продукте; С0— массовая долясухих веществ в обезжиренном молоке, %.
Количество сливок, которое необходимо добавить при нормализациисгущенного продукта,
Мсл = Мпр(СслОпр — Жпр)/(Жсл — СслЖпр), (3)
где А/сл — массадобавляемых сливок, кг; Ссл — массовая доля СОМО в сливках, %.
Обезжиренное молоко и сливки, добавляемые в сгущенный продукт,пастеризуют при той же температуре, что и молоко, используемое для сгущения.Температура воды, обезжиренного молока и сливок, используемых длянормализации, должна быть равна температуре нормализуемого сгущенного молока.Если сгущенное молоко с сахаром содержит воды больше, чем предусмотренонормативной документацией, то разрешается смешивать его с продуктом болеенизкой влажности другой варки.
Технологии сгущенногомолока с сахаром изготавливаемые по ТУ
1) Разработкой технологиии рецептуры рекомбинированного сгущённого молока с сахаром в 1997 г. занималасьДатская фирма APV. В качестве сырья в опытахиспользовали 90,2% сухого обезжиренного молока среднетемпературной сушки, 8,1%безводного молочного жира, 45,6% кристаллического сахара (сахароза из сахарнойсвеклы) и 26,1% воды. Партия продукта весом 494 кг включала 100 кг СОМ, 40 кгбезводного молочного жира, 225 кг сахара и 129 кг воды.
Была установлена линияпроизводительностью 500 кг/ч, в неё входило следующее оборудование:турбомиксер, насосы, танк-балансер, гомогенизирующий пластинчатый теплообменник– охладитель, дозирующее устройство для затравки лактозы и теплообменник соскребковой поверхностью.
В ходе опытов использовали следующие режимы: смешивание и гомогенизация – при 60оС;пастеризация – при 90оС; время выдержки – 20 сек.; температура привыходе после деаэрации – 85оС; температура при выходе изпластинчатого теплообменника – 50оС; затравка лактозой – при 50оС;температура при выходе из теплообменника со скребковой поверхностью –
24оС- 26оС; давление гомогенизации – 50 бар [23].
Деаэрацию рекомбинированногосгущённого молока проводили при стандартном перемешивании. Продуктсовершенно не содержал воздуха. Средний размер кристаллов составлял менее 10мкм.
Однако автор не указываетособенности технологии производства продукта, в частности о восстановлениисухого обезжиренного молока - режимов этого процесса, а такжеоптимального содержание сухих веществ в восстановленном молоке.
Осуществлялись такжепопытки производства рекомбинированного сгущённого молока путём перемешивания идеаэрации под вакуумом. В результате получился продукт, близкий к выработанномубез перемешивания под вакуумом. Единственным его отличием была более низкаявязкость по сравнению с нормальной. Она продолжала оставаться такой и прихранении.
Опыты, проведённые в марте1997 г., показали, что рекомбинированное сгущённое молоко с сахаром можновырабатывать без затрат на высокие, дорогостоящие, потребляющие большоеколичество энергии охладители мгновенного действия.
С другой стороны, опытыговорят о том, что перемешивание под вакуумом без дальнейшей деаэрациирекомендовать нельзя.
Изучали также влияниегомогенизации при разном давлении (50,25 и 15 бар.) на вязкость готовогопродукта. Установлена чётко прослеживаемая тенденция: чем ниже давлениегомогенизации, тем меньше вязкость. Рекомендуется одноступенчатая гомогенизацияпри давлении 25 — 50 бар.
Опыты, проведённыефирмой APV, дают возможность рекомендоватьдля полного удаления свободного воздуха из смеси для рекомбинированногосгущённого молока с сахаром, использовать деаэратор, работающий при температурепастеризации, окончательное охлаждение до температуры розлива (24оС– 26оС) проводить с помощью теплообменника со скребковойповерхностью, влажную затравку лактозы осуществлять непрерывно при температурениже 4оС.
2) ГУ ВНИИ молочнойпромышленности по заказу компании «Союзснаб» была разработана технологияпроизводства сгущённого молока с сахаром «Лидер». Согласно предлагаемойтехнологии производства продукта используется только натуральное обезжиренноемолоко, растительный жир и сахар. Основные показатели состава сгущённого молокас сахаром «Лидер», нормируемые техническими условиями, полностью соответствуютпоказателям состава продукта, вырабатываемого по ГОСТ 2903-78. Поэтомусгущённое молоко с сахаром «Лидер» также технологично при переработке, как исгущённое молоко с сахаром по ГОСТ 2903-78.
Выбор растительного маслапроизводился ГУ ВНИМИ молочной промышленности совместно с ГНУ ВНИИ жиров, ГУНИИ проблем хранения, ГУ ВНИИ кондитерской промышленности, ГУ ВНИИ холодильнойпромышленности. Были проведены хроматографические исследования жирнокислотногосостава более 10 видов жиров растительного происхождения. Основными критериямипри оценке жиров были приняты: натуральность жира, отсутствие в нёмтрансизомеров, результаты жирнокислотного анализа, физические свойстваисследуемого жира.
На основании комплекснойоценки жиров, а также качества выработанных на их основе сгущённого молока ссахаром и кондитерских изделий с использованием этого сгущённого молока с сахаромнаилучшим признано рафинированное, дезодорированное пальмовое масло «Золотойстандарт» производства компании Intevconfinental Speciatti Fats (Малайзия).
Применение сгущённогомолока с сахаром «Лидер» способствует получению кондитерских изделий с желаемойтермостойкостью. Использование рафинированного дезодорированного пальмовогомасла в производстве сгущённого молока с сахаром обеспечивает получениекондитерских изделий с заданными структурно-механическими свойствами, а такжеспособствует увеличению срока их хранения.
3) Нижепредставлена общая технология производства сгущенного молока из сухого молокапо ТУ разработанная фирмой ООНПК «Прогрессивные Технологии»[22]. В зависимостиот производительности, использования сырья, фасовки, цикличности и другихпараметров технология подготовки компонентов, их тепловая или механическаяобработка может меняться.
1. Приемка и подготовкасырья
Основными компонентами при производстве сгущенного молокаданным способом являются: сухое обезжиренное молоко, жиры животного илирастительного происхождения, сахарный песок, вода, лактоза.
2. Наведение смеси,нормализация
В емкости с рубашкой и перемешивающим устройством производят наведение смеси.Рассчитанную массу сухого молока растворяют в питьевой воде при t 40-45С. Послерастворения молоко пропускают через сетчатый фильтр с целью освобождения откомочков. После этого смесь охлаждают до t= 5-8°С и выдерживают приэтой t 2-3 часа с целью набухания белков, устранения „водяного“привкуса, улучшения консистенции восстановленного молока. Требуемое количествосахара вносится в твердом виде. Предварительно растопленные до консистенциисметаны жиры вносят в емкость. Смесь тщательно вымешивается. В итоге получаемсмесь, соответствующую по массовой доле сухих веществ, влаги и жиру — готовомупродукту. Данные операции производятся с использованием емкостных теплообменныхаппаратов и диспергаторов.
3. Пастеризация
Пастеризация смеси производится в этой же емкости при t=90-95˚С
4. Охлаждение молока.Кристаллизация лактозы
Смесь фильтруется и насосом подается в кристаллизатор с вакуумным насосом, гдепроизводится интенсивное вымешивание смеси, внесение затравки (лактозы 0,02%)для образования центров кристаллизации, кристаллизация лактозы при быстромохлаждении сгущенного молока.
5. Фасовка и хранение
Готовый продукт направляется в промежуточную емкость. Далее — фасовка,хранение.Требованияк сырью:
§ Сухое обезжиренное молоко
Лучше использовать СОМ полученное на распылительной сушильной установке, т.к.его качество и степень растворимости значительно выше, чем у СОМ полученного напленочной сушильной установке.
§ Требования к жирам
Для нормализации смеси по жиру можно использовать молочные жиры или жирырастительного происхождения, заменители молочного жира.
§ Требования к воде
Питьевая вода должна быть безопасной в эпидемиологическом и радиационномотношении, безвредной по химическому составу и должна иметь благоприятныеорганолептические свойства.
Для получения 1 т сгущенного молока требуется 1 т нормализованнойсмеси, в состав которой входит:
Сухое обезжиренное молоко 205 кг
Жир 85 кг
Сахар 440 кг
Вода 270 кг
1.1.3.Растительные масла и жировые системы, применяемые в пищевой
промышленности
В настоящее время практически все ведущие европейскиепредприятия для расширения ассортимента, улучшения качества и получениянедорогих, полезных продуктов питания используют растительные жиры и масла.Впоследние годы были сделаны фундаментальные находки, изменившие взгляды наздоровое питание. Роль жиров в организме человека очень значима – это важнейшийстроительный материал для клеточных мембран. В то же время ни один из природныхжиров не является идеальным по своему жирнокислотному составу и свойствам. Всвязи с этим существуют реальная потребность и необходимость создания функциональныхжировых продуктов с заданным оптимальным сочетанием жирных кислот. В рационероссиян присутствует недостаточное количество растительных масел, которыеявляются основным источником эссенциальных жирных кислот – линолевой,линоленовой и арахадановой [19]. Сегодня важнейшей задачей является реализациясоциально-значимой программы «Здоровое население». Используя в пищевойпромышленности жировые системы на основе растительных масел можно решитьпроблему направленного и сбалансированного питания. С целью нормализациилипидного обмена, широкое распространение которого способствует возникновениютаких заболеваний как атеросклероз, ишемическая болезнь, ожирение, гепатит и др[19]. Для этого специалистами создаются жировые системы на основе растительныхмасел и жиров, которые используются для производства продуктовсбалансированного состава.На российском рынке представлены различные виды кактрадиционных растительных масел (соевое, подсолнечное, рапсовое, кукурузное идр.), так и масла тропических и субтропических растений (пальмовое, кокосовое,пальмоядровое и др.). Каждый вид масла характеризуется специфическим для негожирнокислотным и триглицеридным составом, йодным числом, числом омыления,температурой плавления и отвердования, твёрдостью и т.д [19]. В настоящеевремя во всем мире используются различные жировые системы в производствемасла, сметаны, сыра, мороженого и сгущённого молока, кондитерских, пекарных ихлебобулочных изделий [19]. В молочной промышленности используют жировыесистемы, приближённые к молочному жиру по следующим показателям:жирнокислотному составу, физико-химическим и структурно-механическимсвойствам.
Увеличенное содержания вних полиненасыщенных жирных кислот, а также отсутствие холестерина резкоувеичивает пищевую ценность молочных продуктов. При этом технологическиесвойства этих жировых систем позволяют вести технологические процессы получениямолочных продуктов без изменения технологии на том же оборудовании [18].
Российский рынок жировыхсистем представлен следующими заменителями молочного жира:
— жир, выпускаемый подторговой маркой «Акобленд» МИКС шведской фирмы «Карлсхамнс», представляет собойкомпозицию гидронизированного и дезодорированного растительного масла;
— растительный жир«Полавар» датской фирмы «Орхус Олье» – это гидрогенизированное пальмоядровоемасло;
— жир «Деликон-1» фирмыЗАО «ЗМЖ» – дезодорированный растительный жир;
— заменитель молочногожира Московского завода топлёного масла (МЗТМ) – масло топлёное «Российскоезолотое» – представляет собой высокожирную смесь молочных и пищевыхрастительных жиров;
— жир «Союз – 5/2Л»,поставляемый корпорацией «Союз»;
— заменители молочногожира «Эколакт» группы компании «Эфко»;
— растительные жиры и ихсмеси, выпускаемые компанией «ЕвроОЙЛ» под торговыми марками «Альтависто» и«Евро».
Ниже представленыхарактеристики некоторых заменителей молочного жира и растительных масел.
1.1.3.1 Заменительмолочного жира «Союз-5/2Л»[16]
Таблица 1.4. Параметрыжира «Союз-5/2Л» Состав Смесь натуральных фракционированных раститель-ных масел и жиров, лецитин, ароматизатор, краситель (β-каротин) Применение Производство масла комбинированного, сметаны, маргарина, сгущённого молока, плавленых сыров Свободные жирные кислоты (макс.),% 0,08 Влажность (макс), % 0,05 Трансизомеры жирн.и-ь Отсутствуют Нерастворимые вещества Отсутствуют Перикисное число 0,5 мг/кг Температура плавления
35оС Вкус Мягкий Массовая доля жира, % 99,9 Сроки и условия хранения
1 год при t не выше 5оС
В 2000 году корпорацией,специально дал российского рынка, был создан заменитель молочного жира«Союз-5/2», который используется более, чем на 200 российских предприятиях. Впервом квартале 2001 года, с учётом рекомендаций ВНИИ жиров и пожеланийроссийских производителей, заменитель молочного жира «Союз-5/2» былусовершенствован. Теперь он поставляется с маркировкой «ЛЮКС» («Союз-5/2Л») иобладает улучшенными органолептическими свойствами:
— «Союз-5/2Л» не содержиттрансизомеров жирных кислот;
— тщательно подобрансостав данной жировой системы – кривая плавления максимально приближена ккривой плавления молочного жира (рис.1.5).
/>
Рис. 1.5. Содержание твердого жира взаменителе молочного жира «СОЮЗ-5/2Л» в зависимости от температуры.
Как известно, молочный жир имеетуникальные характеристики плавления: оставаясь совершенно твёрдым при низкойтемпературе, он полностью расплавляется при температуре тела, чтоисключительно важно для вкусовых ощущений во время потребления продукта,содержащего молочный жир. Заменитель молочного жира «Союз-5/2Л» обладаетаналогичными молочному жиру свойствами плавления и может заменять его, сохраняяпри этом традиционное качество готового продукта.
Необходимо отметить, чтопараметр показателя твёрдости молочного жира имеет склонность к сезоннымколебаниям, а у растительных жиров, в частности, у заменителя молочного жира«Союз-5/2Л» этот показатель стабилен в течение года.
Современный мягкийароматизатор придаёт готовому продукту натуральный сливочный вкус, а новыйэмульгатор позволяет достичь однородной консистенции готового продукта.
Заменитель молочного жира«Союз-5/2Л» обладает значительной устойчивостью к окислению и прогорклости, чтоувеличивает хранимоспособность молочных продуктов.
Перед началом поточногопроизводства заменителя молочного жира «Союз-5/2Л» были проведены пробныевыработки на 23 молочных предприятиях Северо-Западного и Центрального регионовРоссии ранее уже работавших на заменителе молочного жира «Союз-5/2».
1.1.3.2 Заменительмолочного жира «Деликон-1» [17]
Предлагается 4 марки жира«Деликон-1»
Таблица 4.5.Характеристка жира «Деликон-1»Показатели Деликон-1М Деликон-1Т Деликон-1МЛ Деликон-1ТЛ Массовая доля жира, % 99,8 99,8 99,8 99,8
Массовая доля влаги и летучих веществ, %
не более 0,1 0,1 0,1 0,1 Кислотное число, мг, КОН/г не более 0,2 0,2 0,2 0,2
Температура плавления, оС 26-28 26-28 26-28 26-28 Твёрдость по Каминскому, г/см 70-110 110-200 70-110 110-200
Перекисное чис-ло,
не более 1 1 1 1 Наличие пище-вых добавок - -
В-каротин
эмульгатор
ароматизатор
В-каротин
эмульгатор
ароматизатор
Все жиры группы«Деликон-1» стабилизированы антиоксидантами Е320, Е321.
1.1.3.3 Растительный жир«Полавар» [12].
Жирокислотныйсостав, %:
лауриновая кислота - 57,9
миристиновая кислота - 12,9
пальмитиновая кислота - 5,9
стеариновая кислота - 5,4
олеиновая кислота - 9,1
Содержаниежира, %:
число омыления - 245– 255
йодное число - 16– 19
температура плавления, оС - 27– 29оС
Содержаниетвёрдой фазы , %
при 20оС - 44– 49
25оС - 14– 19
30оС - 2– 6
35оС - 0– 2
1.1.3.4 Пальмовое масло [18]
Таблица 1.6.Характеристика пальмового масла Показатели Значения
Температура плавления, оС 39 – 42 Застывания 19 – 24
Твёрдость при 15оС, г/см 80 – 90 Состав жирных кислот триглицеридов, % С 4: 0 - С 6: 0 - С 8: 0 - С 10: 0 - С 10: 1 - С 12: 0 0,2 – 0,3 С 12: 1 - С 14: 0 1,0 – 1,2 С 14: 1 - С 16: 0 43,0 – 45,1 С 16: 1 0,1 – 0,2 С 18: 0 3,5 – 4,6 С 18: 1 37,7 – 41,2 С 18: 2 10,6 – 11,0 С 18: 3 0,2 – 0,3 С 20: 0 0,3 – 0,4 С 22: 1; С 20: 2; С 22: 0; С 22: 1 -
Пальмовое масло состоитиз триглицеридов высокомолекулярных жирных кислот ряда С16 – С18, молочный жиримеет широкий спектр низко-, средне- и высокомолекулярных жирных кислот от С4до С18. При этом в составе пальмового масла находится до 10% тринасыщенныхтриглицеридов пальмитиновой кислоты, что обуславливает его высокую температуруплавления – до 42оС. Молочный жир имеет очень разнообразныйусреднённый триглицеридный состав, что определяет более низкую температуруего плавления (28 – 34оС). Естественно, что частичное использованиепальмового масла взамен молочного жира приводит к тугоплавкости молочныхпродуктов, потере пластичности и снижению потребительских и пищевых свойств.Известное положение о сбалансированности полиненасыщенных и насыщенных жирныхкислот в составе триглицеридов также говорит не в пользу использованияпальмового масла в качестве полноценного заменителя молочного жира.
1.1.3.5 Масло топлёное«Российское золотое» [21].
Таблица 1.7. Характеристика масла «Российское золотое» Показатели Значения Внешний вид желтый зернистый Температура плавления
36оС – 37оС Содержание жира 98,5 % Срок хранения от 3 до 10 месяцев
Продукт представляетсобой высокожирную (98,5%) смесь молочных и пищевых, растительных жиров.Содержит термоустойчивый комплекс из 12 витаминов (А, Д3, Е, В1, В2, В6, В12,пантотенат кальция, РР фолиевая кислота, аскорбат натрия, биотин)производства фирмы Хофман & Лярош.
Продукт идеально подходитдля сбалансированного питания, повышает действие ферментов в организме,способствует усвоению белка и содержит минимальное количество холестерина.
Топлёное масло«Российское золотое» является уникальным заменителем молочного жира и основнымзаменителем, ответственным за конечный вкус и питательную ценность, созданных сего помощью продуктов.
Продукт имеет ярковыраженный сливочный аромат и позволяет получать готовую продукцию с различнымихарактеристиками и потребительскими показателями. Высокое качество продуктаотмечено золотой медалью и дипломом на международной выставке – ярмарке«Праздник масла и сыра 2003 г.» в номенации «Лучшая продукция масложировой,маслодельной и сыродельной отрасли».
Высокая пищевая ценность,хорошая усвояемость важная физиологическая роль в организме человекаобеспечивают высокоэффективное применение масла «Российское золотое» длясоздания на его основе широкого ассортимента комбинированных молочныхпродуктов. Идеально подходит для производства сливочного масла, сметаны,творога, йогуртов, сгущённого молока, твёрдых и плавленых сыров, мороженого,нормализации молока.1.1.3.6 Соевое масло
Таблица 1.8.Характеристика соевого масла [12] Показатель Значение Число омыления 189 – 195 Йодное число 120 – 140 Число Рейхерта – Мейссля 0,50 – 0,80 Число Поленске 0,8 – 1,1
Температура оС Плавления - Отвердевания -15… -18 Показатель преломления 1,4740 – 1,4780
Соевое масло отличаетсяуникальным химическим составом. В отличие от подсолнечного и кукурузного маслав нём содержится до 10% особой жирной кислоты (α-–линолевой), которая ворганизме превращается в биологически активное соединение, оказывающеемногообразные эффекты – уменьшают спазмы сосудов, снижают повышенноеартериальное давление, препятствуют тромбообразованию и др. [4]. 1.1.3.6 Растительные жиры «Эколакт»
Заменители молочного жирагруппы «Эколакт», разработанные с учётом сезонных изменений температур: длялетнего и зимнего периодов. Данный продукт используется для частичной заменымолочного жира, в производстве комбинированных масел, сливок, кисломолочныхпродуктов, сыра, сметаны, сгущённого молока, мороженого и т.д. Летний вариантзаменителя молочного жира сохраняет форму, имеет более высокую температуруплавления, что позволяет решить проблему термоустойчивости готового продукта влетний период.
По оценке специалистовВНИИ маслоделия и сыроделия, растительные жиры «Эколакт» максимально приближенык молочному жиру по органолептическим, физико-химическим иструктурно-реологическим свойствам. Производители, применяющие заменителимолочного жира, знают, что этот продукт позволяет решить проблему сезоннойзависимости от сырьевых источников, увеличить сроки хранения продукции иснизить её себестоимость. Заменители молочного жира «Эколакт» обладают и рядомдополнительных преимуществ – технологичность в использовании и возможностьприменения традиционного оборудования [24].
1.1.3.7 Заменительмолочного жира «АКОБЛЕНД».
«АКОБЛЕНД» имеет нежныйустойчивый вкус, который основывается на тщательном отборе сырья исоответствующей высокотехнологичной системе очистки масел. Технология производства даёт возможность практически полностью исключить из конечногопродукта трансизомеры жирных кислот. «АКОБЛЕНД» обладает аналогичными молочномужиру свойствами плавления и может заменять его, сохраняя при этом качествоготового продукта. Обладает значительной устойчивостью к окислению ипрогорклости, что увеличивает хранимоспособность комбинированных молочныхпродуктов. Используется для изготовления масла, сметаны, сыров, майонезов,сгущённого молока и др.
1.1.3.8 Характеристикинекоторых растительных масел в сравнении с молочным жиром [12].
Таблица 1.9. Характеристикирастительных масел Жир и Число Йодное Число Число
Температура, оС Показатель Масло омыле- число Рейхерта- Поленске плавле- отверде- прелолмле- ния Мейссля ния вания ния Жир молока 220-234 28-45 20-32 1,9-5,0 28-33 18-23 1,4530 -1,4560 Растительное масло подсол-нечное 186-194 125-145 до 0,60 0,5 – 1,8 - -16...-19 1,4740 –1,4780 Хлопковое 189-199 101-116 0,20–1,00 0,2-0,7 - 0...-6 1,4780 – 1,4700 Кукуруз-ное 187-190 111-133 0,00-2,50 до 0,6 - -10...-20 1,4710 – 1,4740 Соевое 189-195 120-140 0,50-0,80 0,8-1,1 - -15...-18 1,4740 – 1,470 Кокосовое 251-264 8-12 4,00-8,00 12,0-18,0 20-26 14-26 1,4480 – 1,4600
1.1.3.9 Подсолнечное масло
Растительные масла обладают многимиполезными свойствами, которые делают их потребление более предпочтительным, чемживотные жиры. Подсолнечное масло содержит витамины групп А,D, Е, К. Витамин Е(токоферолы) стимулируют мышечную деятельность и функцию половых желёз.Витамин D (кальциферолы) влияют на минеральный обмен веществ и особеннонеобходимы в молодом возрасте, когда идёт интенсивный рост организма.Недостаток витамина D приводит к рахиту. Витамин А (ретинол) обеспечиваетприспособление глаз к свету различной интенсивности. Недостаточность ретинолапроявляется склонностью кожи к шелушению, сухостью и ломкостью волос. Витамин К(филлохиноны)- стимулирует свёртываемость крови.
В пожилом возрасте употреблениеживотных жиров, из-за повышенного содержания в них насыщенных жирных кислот ихолестерина, может привести к ожирению и атеросклерозу. В состав растительногомасла входят линолиевая и линоленовая полиненасыщенные жирные кислоты, несинтезируемые в организме. Потребность в них для человека выше, чем витаминах.Полиненасыщенные жирные кислоты участвуют в качестве обязательного компонента вобразовании клеточных мембран и оболочек нервных волокон. Полиненасыщенныежирные кислоты обладают свойством выводить холестерин, оказывают нормализующеедействие на стенки кровеносных сосудов и могут рассматриваться в числе средствпрофилактики атеросклероза, инфаркта миокарда и других заболеванийсердечно-сосудистой системы. Поэтому каждый день необходимо употреблять неменее 20-30 граммов растительного масла — одного из и поставщиков незаменимыхдля жизнедеятельности организма человека веществ.
Высококачественныйзаменитель молочного жира по консистенции при 20-35оС должен бытьблизок к молочному жиру, т.е. содержать при этих температурах примерно равноеколичество твёрдой фазы.
Температуры плавления итвёрдость заменителя могут быть несколько выше, чем у молочного жира, амассовая доля твёрдой фазы при 5– 5оС — на
5–10% ниже. В этом случае заменитель превосходит молочный жир по пластичностипри низких температурах и в то же время обладает достаточной твёрдостью длянедвижимости формования получаемого продукта.
В целом исходныетребования к заменителю молочного жира приведены ниже [12].
Массовая доля, %
насыщенных жирных кислот С16-С22 27-35
насыщенных жирных кислот С12-С14 15-20
линолевой кислоты 18-30
Твёрдость при 15оС,г/см 100-150
Массовая доля твёрдойфазы, % при температуре, оС:
5 30-33
15 19-25
20 14-18
30 4-7
35 1-3
Используя различные жирыдля частичной замены молочного жира в продукте, мы преследуем следующие цели:сохранение пищевой ценности молочных продуктов и их органолептическихпоказателей с возможной коррекцией негативных свойств молочного жира (таких,как высокое содержание холестерина, недостаточная стойкость в хранении, дефицитполиненасыщенных жирных кислот).
Важной характеристикойдля заменителя молочного жира является технологический процесс обработкирастительных масел, являющихся компонентами для жировой системы.
На следующий день наиболее отвечает требованиям современной науки процесс статическойпереэтерификации, который не приводит к разрушению линолевой кислоты иизомеризации жирных кислот, в отличие от гидрогенизации, что важно дляполучения жиров диетического назначения. В результате переэтерификациипроисходит перераспределение жирных кислот без изменения степени насыщения жираи конфигурации двойных связей, приводящих к образованию трансизомеров.
В представленных вышехарактеристиках заменителей молочного жира только производители жира «Союз»указывают на отсутствие трансизомеров жирных кислот, у остальных жировых системэтот показатель остаётся неосвещённым.
Молочный жир имеетуникальные характеристики плавления: оставаясь совершенно твёрдым при низкой температуре,он полностью расплавляется при температуре тела, что исключительно важно длявкусовых ощущений во время потребления продукта, содержащего молочный жир.Заменитель молочного жира должен обладать аналогичными молочному жирусвойствами плавления. Температура плавления молочного жира колеблется 28-33оС.
У всех представленныхзаменителей молочного жира температура плавления близка к температуреплавления молочного жира и значит они удовлетворяют этому показателю.
Вывод литературного обзора
Таким образом, на основании изложенного, можно сделать вывод о целесообразности и необходимости разработки и внедрения впроизводство технологии рекомбинированного сгущённого молока с сахаров скомбинированной жировой фазой.
В Сибирском регионе производится значительная долясухого цельного и обезжиренного молока России, а цены на данный вид сырьяявляются сравнительно низкими по сравнению с общероссийским показателем. Доступность сырья создаёт благоприятные условия для производства рекомбинированных продуктов в Сибирском регионе.
В качестве заменителя молочного жира желательноиспользовать жировые системы с органолептическими и пищевыми показателями,приближёнными к молочному жиру «Союз», «Акобленд», «Деликон-1». Кроме этого нароссийском рынке в данное время представлен широкий ассортимент растительныхмасел (соевое, пальмовое, подсолнечное и др.), которые также можно использоватьдля производства комбинированных продуктов.
Использование в качестве сырья сухого цельногомолока, сухого обезжиренного молока, растительных жиров в производствесгущенного молока с сахаром позволяет решить такие проблемы как дефицит ивысокая стоимость молока в России, также позволяет снизить себестоимостьпродукта и тем самым сделать его более доступным покупателю; применениерастительных жиров делает возможным создание продукта здорового питания, что внастоящее время является наиболее актуальной задачей.
2 Цели и задачи исследования
Целью нашей работы является:
Разработка технологии производства сгущенного молока с сахаром сиспользованием в качестве сырья сухого обезжиренного молока и растительногожира.
Основными задачами видим:
— Выяснение оптимального содержаниясухих веществ в восстановленном молоке.
— Выбор вида растительного жира длязамены молочного жира
— Исследование процессагомогенизации при различном содержании сухих веществ в восстановленном молокеи использовании различных жиров
— Исследование процессапастеризации при повышенном содержании сухих веществ в восстановленном молоке
3 Методика исследования
3.1 Определение кислотности молочныхконсервов.
Цельное и нежирное с сахаром,стерилизованное сгущенное молоко разводят в 2,5 раза (.100… г… в мерной колбена 250 мл), а сгущенные сливки с сахаром — в 5 раз (50 г в колбе на 250 мл). Определениепроводят как в молоке. Количество миллилитров 0,1 н. щелочи, пошедшей длянейтрализации 10 мл разведенного сгущенного молока, умноженное на 25, исгущенных сливок, умноженное на 50, дает кислотность в градусах Тернера в 100г неразведенных молочных консервов.
Для установления кислотности сухого молока, сливок с сахаром и безсахара, детских молочных продуктов и других молочных консервов отвешивают встакан на 100—150- мл с точностью до 0,01 г следующие количества: 1,25 гсухого цельного молока и сухой простокваши, 0,90 г сухого обезжиренногомолока, 1,60 г сухих сливок без сахара, 2,25 г сухих сливок с сахаром, 1,2 гсухого молока для детей грудного возраста, 1,05 г сухого, полужирного молока.
В стакан с продуктом приливают постепенно 10 мл горячей воды (60—65°С),тщательно растирая комочки стеклянной палочкой. По получении однородной массыраствор охлаждают и прибавляют еще 20 мл воды (20°С), 3 капли растворафенолфталеина (реактив 12) и титруют как при определении кислотности молока.
3.2 Определение влагив сгущенном молоке с сахаром
Пробу сгущенного молока при установлении готовности варки отбираютнепосредственно из вакуум-аппарата. После быстрого перемешивания каплюсгущенного
молокананосят на призму рефрактометра РЛ-2. Показания рефрактометра отсчитывают при20° С по правой шкале, которая для цельного сгущенного молока соответствуетпроценту сухого остатка. Для определения процентного содержания влагиполученную цифру вычитают из 100.
Если содержание воды в продукте измеряют после егоохлаждения, то перед рефрактометрированием кристаллы лактозы переводят враствор. Около 30 г хорошо перемешанного сгущенного молока помещают в широкуюкороткую пробирку с резиновой пробкой и вставленным
в неетермометром. Закрыв пробирку пробкой так, чтобы термометр был погружен всгущенное молоко, опускают ее в воду при температуре 75° С до нижнего уровняпробки. Когда температура в сгущенном молоке поднимется до 70° С, выдерживаютего при этой температуре 30 мин.
Во время нагревания пробирку периодически перевертывают дляперемешивания сгущенного молока. Пробки во избежание выскакивания привязываютниткой к пробирке. По истечении 30 мин пробирки со сгущенным молоком вынимаютиз горячей воды и помещают в воду температурой 18—19° С, где их оставляют впокое, не встряхивая, пока сгущенное молоко не достигнет температуры 20°С (3—5мин). Далее поступают как при определении готовности варки. Процентноесодержание влаги рассчитывают, вычитая полученную цифру из 100. Приопределении содержания влаги в обезжиренном сгущенном молоке с сахаромрефрактометрическим методом к полученной величине влаги прибавляют 2,5%.
3.3 Определение жирности.
Сгущенныемолочные консервы. 100 г пробы сгущенного молока с сахаром, кофе и какао сосгущенным молоком, стерилизованного молока или 50 г сгущенных сливок с сахаром,отвешенных в стакан емкостью 250—300 мл, растворяют в воде температурой около60°С при помешивании стеклянной палочкой до полной однородности раствора.Раствор переливают через воронку в мерную колбу на 250 мл, ополаскивая стаканводой, которую сливают в ту же колбу. Охладив раствор до 20° С, доливают водой(20° С) до метки и, закрыв пробкой, перемешивают. Если на поверхности обнаруживаютсякапельки жира, то определение проводят, отвешивая неразведенный продукт вжиромер.
Вжиромер отмеривают 10 мл серной кислоты — для сгущенных молочных консервов ссахаром плотностью 1,78—1,80 (реактив 40), для сгущенного стерилизованногомолока плотностью 1,81—1,82. Пипеткой на 10,77 мл вносят разведенные сгущенныемолочные консервы, 1 мл изоамилового спирта (реактив 26) и, закрыв жиромерпробкой, энергично встряхивают содержимое жиромера 10—20 сек, перевертывая впроцессе встряхивания 2—3 раза.
Разведенноекакао со сгущенным молоком после перемешивания оставляют на 1 — 2 мин в покое,затем отмеривают пипеткой, не захватывая осадок.
Дальшеопределение проводят как в молоке, применяя при исследовании жира в сгущенноммолоке и в сгущенных сливках двукратное центрифугирование; в сгущенномстерилизованном молоке и кофе и какао со сгущенным молоком — трехкратноецентрифугирование по 5 мин с нагреванием перед каждым центрифугированием иперед отсчетом по 5 мин в водяной бане при 65±2°С. Кроме того, при определениижира в кофе и какао со сгущенным молоком, перед вторым центрифугированиемпосле выдержки в водяной бане жиромер сильно встряхивают и для полногоперемешивания содержимого двукратно перевертывают его.
Содержание жира в сгущенном молоке с сахаром, в кофе и какао со сгущенныммолоком и сгущенном стерилизованном молоке находят, умножая показаниежиро-мера на коэффициент 2,57, и в сливках—>на 5,14. Отсчет показанияжиромера делают с точностью до половины наименьшего деления жиромера. Междупараллельными показаниями жиромера разница не должна превышать 0,05.Сухиемолочные продукты (кроме сухого масла). Для сухих молочных продуктов без сахараприменяют серную кислоту плотностью 1,81—1,82, с сахаром— плотностью1,80—1,81 (реактив 40).
В жиромер отмеривают 10 мл кислоты. В небольшой стаканчикотвешивают 1,5 г сухих молочных продуктов, приливают 4 мл горячей воды(70—75°С). Тщательно перемешав стеклянной палочкой, однородную массу переносятбез потерь в жиромер, ополаскивая стаканчик водой порциями по 3 мл столько раз,чтобы уровень жидкости в жиромере был ниже основания горла на 4— 6 мм. Дальшеопределение ведут как при определении в молоке с нагреванием в бане передкаждым центрифугированием и перед отсчетом, применяя двукратное центрифугирование.Вычисляют содержание жира в процентах, умножая показание жиромера на 7,333или, пользуясь приложением IV.Расхождение в параллельных определениях не должно превышать 0,05 показания жиромера.
3.4 Определение количества и величиныжировых шариков молока и молочных продуктов
Перед микроскопированием стеклянную пластинку и покровноестекло камеры Тома или Горяева глубиной 0,1 мм тщательно промывают водой смылом (на куске бумажной ткани), несколько раз прополаскивают водой и промокаютмягкой материей для просушки.
Исследуемое молоко хорошо перемешивают и 1 мл отмеряют в мерную колбуемкостью 250 мл, доводят водой до метки и тщательно взбалтывают. Не даваяжировым шарикам отстаиваться, небольшое количество разбавленного молокапереносят платиновой иглой с петлей в центр камеры и накрывают покровнымстеклом. На покровное стекло слегка нажимают по краям и двигают до появленияспектральных колец в том месте поверхности, где оно соприкасается со стекляннойпластинкой. Камеру помещают на столик микроскопа и устанавливают так, чтобыотчетливо видеть изображение основной сетки камеры и контуры жировых шариков.
Сетка камеры (рис. 3) представляетсобой квадрат,
/>
Рис. 3.1 Сетка счетной камеры.
разделенный на 16 мелкихквадратов, ограниченных рамками из трех параллельных линий. Каждый мелкийквадрат разделен на 16 квадратиков. В поле зрения микроскопа должны быть видныквадратики. Площадь квадратика равняется 1/400 мм2, глубина камеры0,1 мм. Объем 16 квадраков
0,1*16/400 = 0,004 мм2 или0,000004 мл.
Считатьшарики и измерять их величину удобно в микроскопах при тубусе в 160 мм, объективе40 и окуляре 15 (увеличение 600 раз). Установив микроскоп, подсчитываютколичество жировых шариков в 5—6 квадратиках, находят среднее для каждогоквадратика и умножают его на 16 (количество квадратиков). Для получения точныхрезультатов необходимо сделать разбавление молока, по крайней мере, в двухмерных колбах и из каждой взять по три петли в камеру, произведя отсчеты вшести препаратах. Средний объем шарика
V = f*1,1/400000*B, (4)
где f — содержание жира в молоке, %; B — количество жировых шариков в 1 мл молока;1,1—множитель, полученный от деления плотности молока на плотность молочногожира (для перевода весовых процентов в объемные).
Средний диаметр шарика вычисляют изсреднего объема по формуле
d = 3Ö((6*1,1*f)/(100000*B*p)) = 3Ö6*V/p. (5)
Жировые шарики по величине можноразбить на группы. Для этого накладывают окулярную линейку на сетку камеры иподсчитывают количество шариков с диаметром меньше 1 мкм, от 1 до 3 мкм, от 3до 6 мкм и т. д. Для точности измерения диаметра жировых шариков их можносфотографировать вместе с сеткой в плоской камере, наставив на микроскопмикрофотокамеру. Снимок получается увеличенным, поэтому легко измерить диаметршарика, накладывая транспортир известного масштаба на фотографию.
По полученным данным можно вычислитьобъем жира, содержащегося во всех шариках, объем шарика средней величины исредний диаметр шарика. Умножая объем шарика жира на количество всех имеющихсяподобных шариков, получают объем жира во всех шариках этого размера. Такимобразом, рассчитывают объем жира шариков каждого размера отдельно, складываютполученные числа и узнают объем всего жира в измеренном объеме молока. Диаметркаждого шарика измеряют микрометрической окулярной линейкой.
3.5 Определениеколичества и величины кристаллов молочного сахара (по Л. Чекулаевой)
Исследуют неразбавленное сгущенноемолоко без подогрева, чтобы не растворялись кристаллы лактозы.
В окуляр вставляют измерительнуюлинейку, расстояние между черточками которой измеряют объект микрометром. Длямикроскопирования захватывают иглой небольшую каплю тщательно перемешанногосгущенного молока, переносят в счетную камеру Тома или Горяева глубиной в 0,1 ммпри увеличениях в 100 и 600 раз, накрывают покрывным стеклом и прижимают допоявления спектральных колец.
Затем производят подсчет. По величинекристаллы разбивают на четыре группы: I — размером до 10 мкм, не обнаруживаемые на вкус; II — от 11 до 15 мкм придаютмучнистость сгущенному молоку; III —от 16 до 25 мкм обусловливают песчанистость; IV — от 25 мкм и больше вызывают порок сгущенного молока —хруст на зубах.
Всего делают 100 измерений кристаллови разбивают их на 4 группы. Величину кристалла измеряют по длинной грани, а непо диагонали; ширина перпендикулярна грани длины. При разбивке на группыизмеряют несколько кристаллов и делают подсчет. При переводе кристаллов наобъем отмечают ширину кристалла и его форму. Кристаллы молочного сахара чащевстречаются в форме пинокоидов и ромбоидов. По средней величине кристалла вкаждой группе и количеству их высчитывают средний размер кристаллов молочногосахара в сгущенном молоке. Подсчет лучше производить при увеличении в 100 раз,так как, если кристаллов немного и величина их не менее 1 мкм, то их легкососчитать во всей камере (глубиной 0,1 мм).
Таблица 3.1 Зависимость возможногоколичества кристаллов лактозы в 1 мм3 продукта от среднего размеракристаллов Средний размер кристаллов, мкм
Возможное количество кристаллов лактозы в 1 мм3 продукта 6 770 000 7 500 000 8 270 000 9 220 000 10 175 000 12 98 000 15 50 000 20 21 000 30 7 000 40 2 600
При увеличении в 600 раз производятподсчет с окулярной сеткой. Если окулярной сетки нет, то отсчет производят вовсем поле зрения, предварительно измерив-диаметр поля зрения объектмикрометром.Величину кристаллов измеряют окулярмикрометром. По среднему размеру кристалловнаходят количество кристаллов лактозы в 1 мм3 продукта, т. е.ожидаемую массовость кристаллизации (табл. 3.1).
При определении без счетной камеры на обычных предметныхстеклах наносят одинаковые по величине капли сгущенного молока петлей диаметром1 мм. В этом случае измерить количество кристаллов сахара не удается, можнопровести лишь качественное отличие различных проб сгущенного молока.
3.6Применение влагомера Чижовой (ВЧ). ПриборВЧ состоит из двух обогреваемых электронагревателем массивных плит прямоугольнойили круглой формы. Плиты скреплены на шарнирах, верхняя плита откидная.Расстояние между плитами устанавливают специальным приспособлением на желаемуювеличину, но оно не должно превышать 2 мм. Электронагреватели имеют два диапазона подогрева: сильный, обеспечивающий нагрев пластин до 160°С в течение20—25 мин, и слабый для поддержания необходимой температуры в процессевысушивания.
Продуктыдля определения содержания сухого остатка (влаги) высушивают в бумажных пакетахиз ротаторной или газетной бумаги. При работе на круглом приборе лист бумагиразмером 16x16 см складывают по диагонали, загибая углы и края открытых двухсторон примерно на 1,5 см. При работе на прямоугольном приборе лис
тыбумаги размером 20x14 см складывают пополам и загибают края трех открытыхсторон на 1,5 см. Навеску в бумажном пакете вкладывают в лист пергаментанесколько большего размера, чем бумажный; края пергамента не загибают. Пакетыпо два высушивают в приборе'в течение 3—5 мин при той температуре, при которойбудут производить определение. После охлаждения в эксикаторе в течение 2—3 минпакеты взвешивают. Приготовляют заранее нужное количество пакетов и на загнутыхбортиках записывают массу.
ПриборВЧ включают на сильный нагрев. По достижении требуемой температуры приборпереключают на слабый нагрев, при котором высушивают образцы. При закладке ивыемке пакетов с исследуемым продуктом верхний блок прибора не следуетподнимать выше чем под углом 45°. Вскрыв подготовленный пакет, вносят в негооколо 4—5 г исследуемого продукта (табл. 3.2), быстро распределяя его возможноравномернее по всей поверхности пакета. Затем его закрывают, загнув бортики,быстро взвешивают и помещают в прибор.
Таблица3.2 Режимы высушиванияПродукты Бумажный пакет Массы пробы, г
Температура
Нагревания нижней плиты, °С Продолжительность высушивания, мин Сгущенное молоко с сахаром Однослойный вложенный в пергамент 5 160-162 5
Сухое молоко
цельное
обезжиренное Однослойный без пергамента
4
4
140-142
140-142
2
3
Пакетзаделывают и высушивают между плитами. После высушивания переносят в эксикаторна 3—5 мин и взвешивают на тех же весах.
Содержаниесухого остатка молока вычисляют по формуле:
C=(g1-g0)100/g-g0 % , (6)
где g0-масса пакета,г; g1 — пакет спродуктом после высушивания, г; g- пакет с продуктом до высушивания, г.
3.7 Определение растворимости
Сухоемолоко, сухие сливки и другие сухие молочные продукты. В центрифужную пробирку,градуированную в суженной части, отвешивают сухие молочные продукты в тех жеколичествах, как при определении кислотности. Прибавляют 4—5 мл воды (65—70°С), растирая стеклянной палочкой до получения однородной консистенции безкомочков.
Палочкувынимают и небольшими порциями воды ополаскивают, удаляя остатки молочныхпродуктов, доливают воду до 10 мл.
Закрывпробирки пробками, перемешивают содержимое. Затем пробирки помещают в водянуюбаню (65— 70° С), где выдерживают 5 мин. Сильно встряхивают в течение 1 мин и 5мин центрифугируют при скорости вращения 1000—1200 об/мин. После этого измеряютобъем осадка с точностью до половины деления градуировочной части пробирки.Отсчет удобно производить, перевернув осторожно пробирку, быстро отметитьделение, на котором находится граница осадка. Если поверхность осадка скошена,то за границу считают среднюю линию между нижней и верхней точками поверхностиосадка. Растворимость выражают в величине объема осадка. Рекомендуетсяпроводить два параллельных определения.
3.8Органолептическая оценка
3.8.1ТРЕБОВАНИЯ К ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ СГУЩЕННЫХМОЛОЧНЫХ КОНСЕРВОВ
Всоответствии с НТД все виды сгущенных молочных консервов регламентируются по ихорганолептическим свойствам (внешний вид, цвет, структура и консистенция,запах, вкус и аромат).
Сгущенныемолоко, жир 0,5...8,5%
Внешнийвид
Однородная,глянцевитая масса с ровной, чистой поверхностью поверхностью
Цвет
Белыйс кремовым оттенком равномерный по массе. Для нежирных консервов допускаетсяслабо-голубой оттенок, для консервов с наполнителями — темно-коричневый
Структураи консистенция
Однородная,без наличия ощутимых кристаллов лактозы. Допускается слабомучнистая
Запах,вкус и аромат
Чистые,с выраженными запахом и вкусом пастеризованного молока или сливок. Вкуссладкий. Допускается слабый кормовой вкус. Для консервов с наполнителями –хорошо выраженный запах, вкус и аромат наполнителя. Для нежирных консервов –недостаточно выраженные запах, вкус и аромат.
Сухоемолоко, жир 1...25 %
Цвет
Белыйсо слабо-кремовым оттенком, для СОМ пленочной сушки — кремовый, длякисломолочных продуктов — от светло-кремового до кремового, для СЦМбыстрорастворимого и сливок — белый с кремовым оттенком и высокожирных сливок —светло-желтый, равномерные по массе. В молоке первого сорта допускается наличиепригорелых частиц
Структураи консистенция
Мелкийсухой порошок или порошок, состоящий из отдельных агломерированных частиц. Вмолоке 1 -го сорта допускается наличие пригорелых частиц. В кисломолочныхпродуктах допускается незначительное количество комочков, легко рассыпающихсяпри механическом воздействии, для сливок 1-го сорта — комковато-рыхлаяструктура. Высокожирные сливки — малосыпучий порошок, для 1-го сортадопускается крупитчатость. СОМ пленочной сушки — сухой порошок из измельченныхпленок
Запах,вкус и аромат
Свойственныесвежим пастеризованным молоку или сливкам. В молоке 1 -го сортадопускается вкус перепастеризации, слабокормовой вкус. В СОМ пленочной сушки —запах и вкус, свойственные перепастеризованному обезжиренному молоку. Длявысокожирных сливок — слегка сладковатый вкус, свойственный сухим сливкам. Всливках 1-го сорта допускается салистый и слабокормовой, а в кисломолочныхпродуктах — слабовыраженный кислый вкус
3.8.2МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА МОЛОКА ИМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
Органолептический(сенсорный) анализ — это органолептическая оценка свойств пищевого продукта,основанная на применении методов и условий, гарантирующих точность ивоспроизводимость результатов. Его проводят дегустаторы, отобранные поспециальной методике на проверку чувствительности, признанные способнымипроводить органолептическую оценку пищевых продуктов и систематическитренируемые на специальных образцах и тестах. Оценщик (испытатель) — этоспециалист, участвующий в органолептическом испытании после оценки органовчувств на аномалию, эксперт — это дегустатор, имеющий большой опыт работы сданными видами продуктов, которому дано право проводить органолептическуюоценку индивидуально или в составе дегустационной комиссии.
Органолептическиеметоды оценки позволяют сделать достаточно точное заключение о качествепродукта. Они не требуют дорогостоящего оборудования, приборов, реактивов,просты, дешевы и быстры. В ряде случаев Органолептический анализ —этоединственно возможный метод, позволяющий отличить высококачественный продукт отординарного, фальсифицированный — от натурального, выявить ранние признаки егопорчи. Однако результаты органолептической оценки в определенной степенисубъективны и зависят от квалификации дегустатора, порядка и условийдегустации, а также от системы оценки качества, результаты которой должны бытьобъективно воспроизводимы и могут быть обработаны математически.Органолептическую оценку пищевых продуктов проводит комиссия дегустаторов.
Вцелом контроль качества молока и молочных продуктов основан на сочетанииорганолептических и других неорганолептических методов. Например,микробиологический контроль наряду с органолептическим применяют для оценкисвежести продуктов. Корреляцию между органолептическими и другими показателямиизучают для того, чтобы обосновать применение того или иногонеорганолептического метода для характеристики цвета, вкуса, запаха, структурыи консистенции продукта.
3.8.3СГУЩЕННЫЕ МОЛОЧНЫЕ КОНСЕРВЫ
Приорганолептической оценке сгущенных молочных консервов большое внимание уделяютвнешнему виду и состоянию внутренней поверхности потребительской упаковки итранспортной тары. У металлических банок отмечают деформацию корпуса, крышек идонышек, ржавые пятна и дефекты продольных и закаточных швов; у алюминиевых туб—повреждение эмалиевого покрытия, помятость, потечность (ГОСТ 29245*).Герметичность металлических банок определяют погружением их в горячую воду(предварительно освободив их от этикеток, промыв теплой водой и протерев).
Банкипомещают в один ряд в кипящую воду так, чтобы после погружения банок еетемпература была не ниже 85 °С. Количество воды должно быть не менее чем в 4раза больше массы брутто банок и слой воды над банками — не менее 25 мм. Банкидержат в горячей воде в течение 5...7 мин в вертикальном положении,установленными на донышки, а затем такое же время — на крышки. Появлениепузырьков воздуха в каком-либо месте банки указывает на ее негерметичность.
Довскрытия транспортной тары металлические банки массой нетто 1 кг и более, флягии бочки переворачивают вверх дном, оставляют в таком положении на 1 сут, азатем перемешивают мешалкой. Продукт в потребительской упаковке вскрывают иперемешивают шпателем в течение 1...2 мин.
Внутреннююповерхность металлических банок осматривают после освобождения банок отпродукта, промывания их водой и протирания досуха. При осмотре отмечают степеньраспространения темных пятен и цвета побежалости, наличие и степеньраспространения ржавых пятен, наличие и размер наплывов припоя внутри банок.
Органолептическиесвойства определяют в неразведенном или в восстановленном виде в зависимости отспособа употребления
*ГОСТ 29245 «Консервы молочные. Методы определения физических иорганолептических показателей».
3.8.4 СУХИЕ МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ
Приорганолептическом анализе сухих молочных продуктов уделяют внимание внешнемувиду транспортной тары или потребительской упаковки. При осмотре крафт-мешковотмечают наличие рваных мест, нарушение прошивки; у деревянных бочек —повреждения, поломку, помятости, состояние клепок, обручей и др. (ГОСТ 29245).
Органолептическиесвойства сухих молочных продуктов определяют в неразведенном или ввосстановленном виде в зависимости от определяемого свойства и способаупотребления в пищу. Для восстановления сухих молочных продуктов берут навескумассой от 9 до 75 г в зависимости от вида продукта и разводят дистиллированнойводой аналогично молочным консервам, тщательно растирая комочки. Полученнуюсмесь оставляют на 10...15 мин для набухания белков. Температура анализируемыхобразцов должна быть 15...20°С. Органолептическую оценку восстановленныхмолочных продуктов как из сухих, так и из сгущенных молочных консервов проводятаналогично пастеризованным молоку и сливкам.
Внешнийвид, цвет, структура и консистенция. После вскрытия тары (или упаковки)осматривают поверхность продукта, отмечая наличие или отсутствие уплотненнойкорочки. Продукт перемешивают и определяют цвет, структуру, консистенцию,наличие уплотненных нерассыпающихся комочков при легком постукивании ипосторонних частиц. При перемешивании обращают внимание на наличие илиотсутствие уплотнения продукта, признаков слеживания.
Дляопределения цвета сухих молочных продуктов (с размером частиц до 1 мм) образецпомещают в чистую сухую емкость на глубину не менее 2 мм и чистым сухимбесцветным стеклом (толщиной около 1 мм) спрессовывают, производя легкиевращательные движения. Для очень тонких порошков давление на образец исключено.Стол для тестирования помещают около окна таким образом, чтобы свет достигалповерхности стола с левой стороны от оценщика и падал в основном под углом 45°к горизонтальной поверхности. Сверху образца, на противоположной стороне отоценщика, размещают навес из черной ткани. Рядом с образцом располагаютстандарт. Источник света может быть расположен и выше образца, но при этом уголзрения должен находиться на уровне 45° от горизонтали. В этом случае чернуюткань размещают вертикально, рядом с образцом, на противоположной стороне отоценщика (стандарт МОС 11037).
Запах,вкус и аромат. Эти свойства анализируют сразу после оценки консистенции. Приэтом особое внимание обращают на наличие прогорклого и салистого вкусов.
Органолептическуюоценку молочных консервов (сгущенных и сухих) в заводских лабораториях и длянаучно-исследовательских работ рекомендуется проводить по 15-балловой шкале.При этом максимальная оценка по каждому органолептическо-му признаку (внешнийвид и цвет; запах, вкус и аромат; структура и консистенция), предусмотренномуНТД на тот или иной продукт, составляет 5 баллов, что соответствует требованиямНТД; 4 балла —есть слабые отклонения, 3 —выраженные отклонения от требованийНТД; 2 и 1 балл — брак в зависимости от степени выраженности порока. Общаямаксимальная оценка составляет 15 баллов. Каждый органолептический признакявляется критерием оценки.
4 Экспериментальная часть 4.1 Приборы и посуда
1. Весы технические ВЛТК-500 2. Микроскоп биологический МБИ-3 3. Осветитель к микроскопу 4. Окуляр – микрометр 5. Палочки стеклянные 6. Пипетки вместимостью 10, 10,77 см3 7. Рефрактометр РЛ-2 8. Стекла предметные 9. Стекла покровные по ГОСТ 6672-75 10. Стаканы химические 400 мл 11. Колбы химические 100, 250 мл 12. Термометры жидкостные с диапазоном измерения 0– 100оС и ценой деления 1оС по ГОСТ 27544-87 13. Вакуум – насос 14. Вакуметр с диапазоном измерения 0 – 1 кгс/см2 и ценой деления 0,5 кгс/см2 по ГОСТ 8625-59 15. Конденсатор 16. Трубки для подведения и отвода воды из конденсатора 17. Водяная баня 18. Электрическая плитка 19. Гомогенизатор лабораторный с набором стаканов на 100, 200 мл 20. Штативы 21. Титровальная установка 22. Влагометр Чижовой 23. Центрифуга ЦЛК-1 24. Жиромеры молочные 25. Стеклянная ёмкость для сбора конденсата
4.2 Разработкавакуумно-выпарной установки
/>/>/>/>/>/>/> 3 4 10 5 9
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/> 2 2
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/> 8
/>/>/>/>/>/> 6 10
/>/>/>/>/>/> 1 7
/>сгущаемый продукт
/>пар
/>конденсат
/>холодная вода
/>теплая вода
Рис 4.1Схема вакуум-выпарной установки
1 – вакуум-насос, 2 — краны для регулирования вакуума в системе,
3 – вакуметр, 4 – сборникконденсата, 5 – конденсатор, 6 – водяная
баня, 7 – электрическаяплитка, 8 – колба, 9 – градусники,
10 – штатив.
В колбе 8 находится продукт, который подвергаетсясгущению. Снаружи колбу омывает горячая вода (t≈ 70-75оС).
В системе с помощью вакуум-насоса создаётся вакуум,который обеспечивает кипение продукта в колбе. Образующиеся пары по трубкепоступают в конденсатор 5, где пар конденсируется и образованный конденсатстекает по трубке в ёмкость 4.
Вакуум в системе необходим для снижения температурыкипения продукта, что позволяет снизить температурное воздействие на структуруи состав продукта.
С помощью кранов 2 в системе можно регулироватьразряжение. С помощью градусников 9 измерять температуру воды в бане итемпературу кипения продукта.
4.3 Схемапроведения исследований Разработка технологии Выбор оптимального Органолептическая сгущённого молока с содержания сухих Оценка, удобство сахаром с использова- → веществ в восстанов- → растворения, размер нием в качестве сырья Ленном молоке жировых шариков и Сухого обезжиренного → кристаллов лактозы молока и раститель- ного жира → Выбор растительного → Органолептическая оценка, Жира Размер жировых шариков Подготовка и внесение На основании анализа → растительного жира → технологического в продукт процесса → Диспергирование Размер жировых шариков, растительного жира Отстой жира → Выбор способа внесения → На основании анализа сахара в продукт технологического процесса Содержание сухих веществ, Размер жировых шариков, → Качество готового → Размер кристаллов лакто- Продукта зы органолептическая оцен- Ка отстой жира, кислот- ность, вязкость → Использование затравки → Размер кристаллов лактозы
На основании анализа
технологического процесса, органолептическая оценка, размер жировых шариков Проведение пастеризации при повышенном содержании сухих веществ 4.4 Эксперимент1
Гомогенизацияобразцов восстановленного сухого обезжиренного молока до 9%, 20%, 30%, 40%,50%, 60%, 70% содержания сухих веществ с добавлением растительного жира.
Гомогенизация – этообработка грубых суспензий и эмульсий с целью получения однорядныхвысокодисперсных систем, практически не расслаивающихся в процессе хранения.
Основной признакгомогенизации – значительное уменьшение размеров жировых шариков,следовательно, увеличение их количества и общей поверхности жира.
Большое значение имеетправильный выбор температурного режима гомогенизации. В.Д.Сурков и В.В.Вайткусустановили, что гомогенизация при температурах 60-65оС даёт приболее низких температурах (40-55оС) приводит к чрезмерномуагрегированию, увеличению отстоя сливок и повышению вязкости. Увеличениетемпературы благоприятно сказывается на качестве гомогенизации вследствиеснижения вязкости дисперсной фазы, что облегчает процесс гомогенизации. Однаконе рекомендуется гомогенизировать молоко при температурах выше 70оС.
В процессе гомогенизации резко увеличивается поверхность жировых шариков и изменяется структуразащитной белковой оболочки, которая не может предохранить жир от действиялипазы. Начиная же с 57,5оС липаза инертна [29].
На основаниивышесказанного мы выбрали режим гомогенизации с температурой 60оС.
Эффективностьгомогенизации устанавливали, определяя размеры жировых шариков при помощимикроскопа.
Эмульгированиерастительного жира в восстановленном сухом обезжиренном молоке производили спомощью лабораторного эмульсора, при следующем режиме t = 60оС, 3000 об/мин., τ = 3 мин.
Задачи эксперимента:
Выявить оптимальноесодержание сухих веществ в восстановленном молоке при оптимальном размережировых шариков и оптимальном растворении СОМ. Выявить влияние сахарного сиропаи влияния вида используемого жира на процесс гомогенизации.Опыт 1
Гомогенизация образцоввосстановленного СОМ до 9%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70% сухих веществ сдобавлением жира «Союз».
28 мая 2004 г.
Сырьё
— сухое обезжиренноемолоко
содержание влаги 4%
кислотность 22ºТ
жирность 0,2%
растворимость 0,1см3
— заменитель молочногожира «Союз»
— вода питьевая.
а) Расчёты
Определение количествасухого обезжиренного молока для приготовления образцов производим по формуле:
mСОМ = mв.м. Св.м/ССОМ, (7)
где mСОМ — масса сухогообезжиренного молока, г
mв.м — масса восстановленного молока,г
Св.м — содержаниесухих веществ в сухом обезжиренном молоке,%
1) Образец с содержаниемсухих веществ 9%
mСОМ = 150.9/ 96 = 14 г
Количество воды,необходимое для растворения находим по формуле:
В = mв.м — mСОМ, (8)
где В — количествоводы, мл
В = 150 — 14 =136 мл
2) Образец 20%
mСОМ = 150.20/96 = 31,2 г
В =150 – 31,2 = 118,8 мл
3) Образец 30%
mСОМ = 150.30/96 = 46,9 г
В =150 – 46,9 = 103,1 мл
4) Образец 40%
mСОМ = 150.40/96 = 62,5 г
В =150 – 62,5 = 87,5 мл
5) Образец 50%
mСОМ = 150.50/96 = 78,1 г
В =150 – 78,1 = 71,2 мл
6) Образец 60%
mСОМ = 150.60/96 = 93,75 г
В =150 – 93,75 = 56,25 мл
7) Образец 70%
mСОМ = 150.70/96 = 109,4 г
В =150 – 109,4 = 40,6 млОпределение количества жира, вносимого вобразцы
— определение содержанияжира в приготовленных образцах. Производим по формуле:
mж = mСОМ. ЖСОМ /100, (9)
где mж — количество жира в образце, г
ЖСОМ — содержание жира в СОМ, %
1) Образец 9%
mж = 14. 0,2 / 100 = 0,028 г
2) Образец 20%
mж = 31,2. 0,2 / 100 = 0,062 г
3) Образец 30%
mж = 46,9. 0,2 / 100 = 0,0938 г
4) Образец 40%
mж = 62,5. 0,2 / 100 = 0,125 г
5) Образец 50%
mж = 78,1. 0,2 / 100 = 0,1562 г
6) Образец 60%
mж = 93,75. 0,2 / 100 = 0,188 г
7) Образец 70%
mж = 109,4. 0,2 / 100 = 0,22 г
— определениенеобходимого содержания жира в образцах с добавлением жира «Союз». Для этогосоставим пропорцию:
при 74% сухих веществ — 8,8% жира в готовом продукте
1) при 9% — Х% жира
Х = 1,07%
2) при 20%
Х = 2,4%
3) при 20%
Х = 3,57%
4) при 40%
Х = 4,76%
5) при 50%
Х = 5,95%
6) при 60%
Х = 7,1%
7) при 70%
Х = 8,3%
Массу жира находим поформуле:
mж2 = mв.м . Ж в.м / 100, (10)
где mж2 — необходимое количество жира вобразцах, г
Ж в.м — содержание жира в образцах при внесении жира «Союз»,%
1) 9% mж2 = 150. 1,07 / 100 = 1,605 г
2) 20% mж2 = 150. 2,4 / 100 = 3,6 г
3) 30% mж2 = 150. 3,57 / 100 = 5,36 г
4) 40% mж2 = 150. 4,76 / 100 = 7,14 г
5) 50% mж2 = 150. 5,95 / 100 = 8,03 г
6) 60% mж2 = 150. 7,1 / 100 = 10,65 г
7) 70% mж2 = 150. 8,3 / 100 = 12,45 г
— определение массы жира«Союз» производим по формуле:
mж3 = mж2 — mж , (11)
где mж3 — масса вносимого растительногожира, г
1) 9% mж3 = 1,605 – 0,028 = 1,04 г
2) 20% mж3 = 3,6 – 0,062 = 3,54 г
3) 30% mж3 = 5,36 – 0,0938 = 5,3 г
4) 40% mж3 = 7,14 – 0,125 = 7,02 г
5) 50% mж3 = 8,93 – 0,1562 = 8,77 г
6) 60% mж3 = 10,65 – 0,188 = 10,46 г
7) 70% mж3 = 12,45 – 0,22 = 12,23 г
Данные расчётов заносим втаблицу:
Таблица. 4.1 Рецептураприготовления образцов (на 150 г) Содержание сухих mСОМ, г В, мл mж3, г веществ (в образце,%) 9 14 136 1,04 20 31,2 118,8 3,54 30 46,9 103,1 5,3 40 62,5 87,5 7,02 50 78,1 71,2 8,77 60 93,75 56,25 10,46 70 109,4 40,6 12,27
б) Растворение СОМ
проводим согласнорежимам, указанным в прил. 1
в) Внесениерасплавленного жира «Союз» в образцы и перемешивание
г) Гомогенизация образцов
режим гомогенизации t = 60°С, 3000 об/мин, τ = 3 мин.
д) Микроскопирование
Результатымикроскопирования представлены ниже:Содержание сухих веществ в образце, % Средний диаметр жировых шариков, мкм 9 2,7 20 2,5 30 1,6 40 2,8 50 3
Графическая зависимостьпредставлена в прил. 2.
Образцы с содержаниемсухих веществ 60 и 70% отбросили по невозможности проведения растворения.Опыт 2
Гомогенизация образцоввосстановленного СОМ до 9%, 20%. 30%, 40%, 50%, 60% содержания сухих веществ сдобавлением жира «Союз» и сахара.
29 апреля 2004 года
Сырьё:
— сухое обезжиренноемолоко (см. опыт 1)
— жир «Союз»
— вода питьевая
— сахар – песок
а) Расчёты
Определение количествасухого молока и количества воды (см. опыт 1).
Определение количествасахара и воды для приготовления сиропа.
Количество сахараопределяем по формуле:
mсах = (mмол.см . Жсм. САХпр) / (100. Жпр) , (12)
где mсах — количество сахара, г
mмол.см — масса молочной смеси, г
Жсм — содержание жира в смеси, %
Жпр — содержание жира в продукте, %
САХпр — массовая доля содержания сахарозы,%
Количество водыопределяем по формуле:
mводы = (mсах (Ссах – Ссир) ) / Ссир , (13)
где mводы — количествоводы, мл
Ссах — содержание сухих веществ в сахаре, %
Ссир — содержание сухих веществ в сиропе, %
Определение количестважира «Союз» производим по формулам (9), (10), (11).
Результаты расчётовпредставлены в таблице.
Таблица.4.2 Рецептураприготовления образцов Содержание mСОМ, г В, мл mсах, г mводы, мл mж3, г Сухих веществ, % 9 14 13,6 12,2 4,2 1,037 20 31,2 118,8 27,4 9,4 3,54 30 46,9 103,1 40,8 14 5,3 40 62,5 87,5 54,3 18,7 7,02 50 78,1 71,2 67,9 23,4 8,77 60 93,75 56,25 81,42 28,06 10,335
б) Растворение СОМ (см.опыт 1).
в) Внесениерасплавленного жира «Союз»
г) Приготовление сиропа
В колбу на 250 мл вносилинеобходимое количество сахара и необходимое количество воды, предварительнонагретую до 80°С. Доводили до кипения и варили до прозрачности сиропа.
Внесение сиропапроизводили в восстановленное молоко при комнатной температуре.
д) Гомогенизация
Режим гомогенизации t = 60°С, 3000 об/мин,, τ = 3мин.
е) Микроскопирование
РезультатымикроскопированияСодержание сухих веществ в образце, % Средний диаметр жировых шариков, мкм 9 2,4 20 2,3 30 1,63 40 1,2 50 1,36 60 2,5
Графическая зависимостьпредставлена в прил.2.Опыт 3
Гомогенизация образцоввосстановленного СОМ до 9%, 20%. 30%, 40%, 50%, 60% содержания сухих веществ сдобавлением жира «Союз» и сахара.
(повторение опыта 2)
РезультатымикроскопированияСодержание сухих веществ в образце, % Средний диаметр жировых шариков, мкм 9 1,8 20 1,62 30 1,55 40 1,25 50 1,4 60 2,0
Графическая зависимостьпредставлена в прил.2.
Опыт подтвердился.Опыт 4
Гомогенизациявосстановленного СОМ до 9%, 20%. 30%, 40%, 50%, 60% содержания сухих веществ сподсолнечным маслом и сахаром, и сгущение проб с 40% и 50% сухих веществ
14 мая 2004 года
Сырьё:
— сухое обезжиренноемолоко (см. опыт 1)
— подсолнечное рафинированноемасло «Милора»
— вода питьевая
— сахар – песок
а) Расчёты (см. опыт 2)
б) Растворение СОМ (см.опыт 2).
в) Внесение подсолнечногомасла в образцы и тщательное перемешивание
г) Гомогенизация (см.опыт 2)
д) Микроскопирование
Результаты микроскопированияСодержание сухих веществ в образце, % Средний диаметр жировых шариков, мкм 9 2,3 20 1,6 30 1,54 40 1,5 50 1,6 60 2,6
Графическая зависимостьпредставлена в прил.2.
е) Сгущение проб с 40% и50% содержанием сухих веществ в восстановленном молоке
— с содержанием сухихвеществ 40%
Начало 11:50 Конец 13:20
t воды = 71°С
t кипения продукта = 51°С
Р = 0,9 кг / см2
- с содержанием сухихвеществ 50%
Начало 15:30 Конец 16:20
t воды = 51°С
t кипения продукта = 44°С
Р = 1 кг / см2
ж) Фасование в стеклянныебаночки, охлаждение проходило самопроизвольно. Хранение при t = 5°С.Характеристика готовогопродукта
1. Сгущенное молоко извосстановленного до 40% сухих веществ.
Содержание сухих веществ — 72%
Размер кристаллов лактозы — 1-3 мкм
Диаметр жировых шариков — 1,6 мкм
Кислотность — 110 ºТ
Содержание жира - 8,6 %
Органолептическиепоказатели соответствуют норме, с привкусом подсолнечного масла.
2. Сгущенное молоко извосстановленного до 50% сухих веществ.
Содержание сухих веществ — 72%
Размер кристаллов лактозы — 6-12 мкм
Диаметр жировых шариков — 1,7 мкм
Кислотность — 121 ºТ
Содержаниежира — 8,6 %
Органолептическиепоказатели – вкус восстановленного молока и выраженный вкус подсолнечногомасла. Консистенция неоднородная крупинчатая. Повышенная вязкость, со шпателястекает комьями.
При проведении опытовпришли к выводу. Нужно растворять СОМ до содержания сухих веществ 40-50%. Прирастворении СОМ выше 50% ухудшается сам процесс растворения.
Как показал опыт 4, чтосодержание сухих веществ выше 40% отражается и на органолептических показателяхв худшую сторону (неоднородная консистенция, повышенная вязкость, привкусвосстановленного молока).
Поэтому последующиеисследования для уточнения технологии проводили при растворении СОМ до 30-40%сухих веществ.4.5 Эксперимент 2
Выработка опытных иконтрольных образцов сгущенного молока с сахаром с использованием в качествесырья сухого обезжиренного молока и растительного жира.
Задачи эксперимента:
Выявить влияниеиспользуемого жира на качество готового продукта и технологические операции.Опыт 1
Выработка сгущенногомолока с сахаром из СОМ восстановленного до 40% сухих веществ:
— с подсолнечным маслом
— с молочным жиром
— с жиром «Союз».
18 мая 2004 г.
Сырьё:
— сухое обезжиренноемолоко
содержание влаги 4%
кислотность 22ºТ
жирность 0,2%
растворимость 0,1см
— подсолнечноерафинированное масло «Милора»
— молочный жир
— жир «Союз»
— питьевая вода
— сахар – песок
— сухаямелкокристаллическая лактоза.
а) Расчёты (см. эксп. 1опыт 2)
б) Приготовление образцоввосстановленного СОМ до 40% сухих веществ с подсолнечным маслом, с молочнымжиром, с жиром «Союз»:
— растворение (прил. 1)
— внесение жиров
— приготовление и внесение сиропа
— гомогенизация
в) Сгущение образцов
— с подсолнечным маслом
Начало 14:21 Конец 15:40
t воды = 70°С
t кипения продукта = 56°С
Р = 0,9 кг / см2
— с молочным жиром
Начало 11:50 Конец 13:05
t воды = 74°С
t кипения продукта = 52°С
Р = 0,95 кг / см2
— с жиром «Союз»
Начало 13:43 Конец 14:54
t воды = 71°С
t кипения продукта = 48°С
Р = 0,9 кг / см2
г) Охлаждение икристаллизация.
Охлаждение проводили до35°С, вносили затравку и в течение 20 мин при данной температуре перемешивали, далее вели охлаждение до 20°С. Охлаждение проводили также приперемешивании.
д) Фасование и хранение.
Фасование проводили встеклянные баночки, хранили при t = 5°С.
Характеристика готовогопродукта.
Таблица.4.3 Параметрыготового продуктаПараметры Образцы сгущенного молока с подсолнечным с молочным с жиром Маслом жиром «Союз» — содержание сухих веществ, % 74 75 74 -Содержание жира 8,8 8,9 8,8 — размер кристаллов лактозы, мкм 3-18 6-9 3-6 — диаметр жировых шариков, мкм 2,4 1,85 1,45 — кислотность, ºТ 109 83 94 — органолептические показатели нормальные слабый вкус подсолнечного масла нормальные нормальные Опыт 2
Выработка контрольногообразца сгущённого молока с сахаром из сухого цельного молока, восстановленногодо 40% сухих веществ
19 мая 2004 г.
Сырьё:
— сухое цельное молоко
содержание влаги 3,5%
кислотность 17,7ºТ
жирность 25%
растворимость 0,05см
— сахар — песок
— питьевая вода
а) Расчёты
Определение количествасухого цельного молока по формуле (7):
mс.ц.м. = 150. 40 /96,5 = 62,5 г
Количество воды поформуле (8):
В = 150– 62,5 = 87,5
Определение жирностисмеси производят по формуле:
Жсм = mс.ц.м. Жс.ц.м / m в.м , (14)
где Жсм — жирностьвосстановленного молока, %
mс.ц.м — жирность сухого цельногомолока, %
Жсм — 62,5.25/150 = 10,42%
Количество сахара и водынеобходимые для варки сиропа находим по формулам (12) и (13):
mсах = 150 . 10,42. 44,6 / 100. 8,8= 79,2 г
mводы = 79,2 (99,5 – 74) / 74 = 27,3мл
б) Восстановление сухогоцельного молока до содержания сухих веществ, 40%, режимы восстановления вприл.1.
в) Приготовлениесахарного сиропа и внесение в восстановленное молоко при комнатной температуре.
г) Сгущение
Начало 15:30 Конец 16:55
t воды = 73°С
t кипения продукта = 52°С
Р = 0,9 кг / см2
д) Охлаждение припостоянном перемешивании до 35°С, внесение затравки и перемешивание при даннойтемпературе 20 мин, далее охлаждение до 20°С.
е) Фасование в стеклянныебаночки и хранение при t = 5°С.
Характеристика готовогопродукта
Содержание сухих веществ,% 72
Размер кристаллов, мкм 6-9
Диаметр жировых шариков,мкм 1,2
Кислотность, ºТ 55
Органолептическиепоказатели соответствуют норме
Содержаниежира,% 8,6 Опыт 3
Выработка сгущённогомолока с сахаром из СОМ, восстановленного до 40% сухих веществ
— с подсолнечным маслом
— с молочным жиром
— с жиром «Союз»
(Повтор опыта 2)
24мая 2004 г.
а) Расчёты (см. эксп. 2опыт 2)
б) Приготовление образцов(см. эксп. 2 опыт 2)
в) Сгущение образцов
— с подсолнечным маслом
Начало 13:50 Конец 15:10
t воды = 70°С
t кипения продукта = 57°С
Р = 0,85 кг / см2
— с молочным жиром
Начало 11:53 Конец 13:30
t воды = 77°С
t кипения продукта = 52°С
Р = 0,9 кг / см2
— с жиром «Союз»
Начало 15:35 Конец 16:35
t воды = 74°С
t кипения продукта = 62°С
Р = 0,85 кг / см2г)
г) Охлаждение икристаллизация (см. эксп. 2 оп. 2).
д) Фасование и хранение(см. эксп. 2 оп. 2).
Характеристика готовогопродукта.
Таблица.4.4 Параметрыготового продуктаПараметры Образцы сгущенного молока с подсолнечным С молочным с жиром маслом жиром «Союз» — содержание сухих веществ, % 74 73 73 — содержание жира,% 8,8 8,7 8,7 — размер кристаллов лактозы, мкм 6 6-9 3-6 — диаметр жировых шариков, мкм 1,8 1,2 1,6 — кислотность, ºТ 96 86 80 — органолептические показатели нормальные слабый вкус подсолнечного масла нормальные нормальные
Опыт подтвердился.
Выработка опытных иконтрольных образцов проводилась без пастеризации. Дальнейшие исследованияпроводили по режиму пастеризации.Опыт 4
Выработка сгущённогомолока с сахаром из СОМ, восстановленного до 30% и 40% сухих веществ, сдобавлением жира «Союз». В данном опыте применяли режим пастеризации.
Пастеризация
Основная цель пастеризации – уничтожение вегетативных форм микроорганизмов, находящихся вмолоке. Эффективность действия пастеризации зависит от двух основныхпараметров: температуры, до которой нагревают молоко и выдержки его при даннойтемпературе. В зависимости от этого различают пастеризацию молока с выдержкой ибез выдержки [28].
При выборепроизводственных режимов пастеризации наряду с необходимостью подавлениямикрофлоры учитывают и особенности технологии того или иного молочного продукта[32].
При выработке сгущённогомолока с сахаром мы применяли кратковременную пастеризацию при 95оСбез выдержки с последующим немедленным охлаждением до 60ОС.
31 мая 2004 г.
Сырьё:
— сухое обезжиренноемолоко
содержание влаги
кислотность
жирность
растворимость
— сахар — песок
— питьевая вода
— жир «Союз»
а) Расчёты (см. экпс. 1,оп.2)
б) Растворение СОМ до 30%и 40% сухих веществ, режимы растворения в прил.1.
в) Внесениерасплавленного жира.
г) Приготовление и внесениесиропа
д) Гомогенизация
Режим гомогенизации t = 60°С, 3000 об/мин, τ = 3 мин.
е) Пастеризация смеси приt = 95°С, без выдержки и охлаждения доt = 60°С.
ж) Сгущение
— образец восстановленныйдо 30% сухих веществ
Начало 16:10 Конец 17:40
t воды = 70°С
t кипения продукта = 49°С
Р = 0,9 кг / см2
— образец,восстановленный до 40% сухих веществ
Начало 15:48 Конец 17:10
t воды = 73°С
t кипения продукта = 51°С
Р = 0,9 кг / см2
з) Охлаждение при постоянномперемешивании до 35°С, внесение затравки и перемешивание при данной температуре20 мин, далее охлаждение до 20°С.
и) Фасование в стеклянныебаночки и хранение при t = 5°С.
Характеристика готовогопродукта
Таблица 4.5 Параметрыготового продуктаПоказатели Образцы, восстановленные до сухих веществ
30% 40% — содержание сухих веществ, % 72 72 — содержание жира,% В,6 8,6 — размер кристаллов лактозы, мкм 6 6 — диаметр жировых шариков, мкм 2 2,2 — кислотность, 83 83 — органолептические показатели Нормальные Нормальные /> /> /> />
При проведении опытовпришли к выводу, что содержание сухих веществ не влияет на процесспастеризации.
В пастеризованныхобразцах размер жировых шариков больше при 40% сухих веществ, чем при 30%.
Сравнивая образцысгущённого молока с сахаром непастеризованные и пастеризованные можно сказать,что в результате пастеризации размер жировых шариков увеличивается.
5Обсуждение результатов
5.1 Исследование гомогенизации
а) влияние содержания сухих веществ ввосстановленном молоке.
Полученные в результате опытов поисследованию гомогенизации (эксперимент 1) данные представлены в табл.5.1.
Таблица 5.1 Средний диаметр жировыхшариков, мкмОпыт Содержание сухих веществ, % 9 20 30 40 50 60 Гомогенизация с жиром «Союз» 2,7 2,5 1,6 2,8 3 - Гомогенизация с жиром «Союз», с сахаром 2,4 2,3 1,63 1,2 1,36 2,5 Гомогенизация с жиром «Союз», с сахаром (повтор) 1,8 1,62 1,55 1,25 1,4 2,0 Гомогенизация с подсолнеч-ным маслом, с сахаром 2,3 1,6 1,54 1,5 1,6 2,6
С увеличением содержаниясухих веществ в образцах размер жировых шариков постепенно уменьшается истановится минимальным при 30% сухих веществ в опыте без сахара и при 40% вопыте с сахаром. Далее размер жировых шариков увеличивается. Данныеэксперимента говорят о том, что наилучшие результаты гомогенизации былиполучены при 30% (без сиропа) и при 40% (с сиропом) содержании сухих веществ ввосстановленном молоке.
Полученные погомогенизации закономерности были идентичны в последующих опытах при выработкепродуктов.
В зависимости отсодержания сухих веществ в восстановленном молоке размер жировых шариков такжеменялся в продукте.
Это показано следующейграфической зависимостью:Рис. 5.1. Среднийдиаметр жировых шариков в зависимости
отсодержания сухих веществ в восстановленном молоке
В интервале с 30% до 40% наблюдалось уменьшениедиаметра жировых шариков. Наименьший диаметр жировых шариков при 40%. Винтервале с 40% до 50% наблюдалось увеличение размеров жировых шариков.
В продукте, выработанномиз восстановленного сухого обезжиренного молока до 40% сухих веществ диаметржировых шариков минимальный.
б) влияние сиропа
В опыте без использованиясахара размеры жировых шариков несколько выше, чем в опыте с сахаром.Минимальные значения диаметров жировых шариков в опыте без внесения сахарногосиропа наблюдалось при 30% содержания сухих веществ в восстановленном молоке ипри 40% в опыте с внесением сиропа ( табл.5.1).
Внесение вгомогенизируемую смесь сиропа благоприятно воздействует на гомогенизацию.
Внесение сиропа не толькоспособствует получению в результате гомогенизации жировых шариков меньшегоразмера, но и оказывает благоприятное воздействие на проведение самогопроцесса гомогенизации при повышенном содержании сухих веществ. Сахарныйсироп, внесенный в восстановленное молоко с повышенным содержанием сухихвеществ, снижает вязкость смеси и тем самым облегчает проведениетехнологической операции.
в) влияние видажира
При использовании жира«Союз» размеры жировых шариков несколько меньше, чем при использованииподсолнечного масла (табл.5.1).
Использование жира «Союз»предпочтительнее чем подсолнечного масла.
5.2. Влияниесодержания сухих веществ в восстановленном молоке.
а) на проведение технологических операций: растворение, сгущение.
— растворение
С увеличением содержаниясухих веществ растворение сухого молока проходит труднее.
Из проделанных опытовможно сказать, что рекомендуется растворять до 40%, поскольку начиная с 50%сухих веществ растворение уже значительно затрудняется, у 60%-го образца вопыте с использованием сиропа после растворения остаются комочки, а в опыте безвнесения сиропа растворение невозможно, в образце с 70% сухих веществрастворение также невозможно.
— сгущениеСодержание сухих веществ в образце, % Содержание сухих веществ в сгущённом молоке, % Продолжительность сгущения, мин. 30 72 90 40 72 80 50 72 50
Чем выше содержание сухих веществ в восстановленноммолоке, тем продолжительность сгущения меньше.
б) на качествопродукта
— органолептическаяоценка
При проведении опытов(эксп.1, оп.4) для выработки продукта использовались концентрации сухих веществв восстановленном молоке 40% и 50%, результаты приведены в табл.5.2.
Таблица 5.2. Балловая оценка органолептическихсвойств сгущенного молока с сахаромОбразец Внешний Оцен- Запах, Оцен- Структура, Оцен- Итого (содержание вид и ка, вкус, ка, консистен- ка, сухих веществ, цвет баллы ароматы баллы ция баллы %, вид жира)
Эксперимент 1 Опыт 4
40%
с подсолнеч-ным маслом норм. 5 привкус подсолнечного масла 4 норм. 5 14
50%
с подсолнеч- ным маслом норм. 5 выраженный привкус подсолнечного масла, привкус восстановленного молока 3 неоднородная, крупинчатая, со шпателя стекает комками 3 11
У образца восстановленногодо 40% сухих веществ органолептические показатели соответствуют норме, а уобразца с содержанием сухих веществ 50% наблюдается ухудшение органолептическихпоказателей.
На основании этого можносделать вывод, что растворение до содержания сухих веществ выше 40% нерекомендуется.
— размер кристалловлактозы
Размер кристаллов лактозыв продукте при содержании сухих веществ в восстановленном молоке 40%, 50%составлял 6 мкм(табл.5.3)
Содержание сухих веществ ввосстановленном молоке на размер кристаллов лактозы не влияет.
— вязкость
У образца с содержаниемсухих веществ 40% вязкость соответствует норме, у образца с содержанием 50%наблюдается отклонение от нормы(табл.5.3)
Таблица 5.3.Физико-химические показатели сгущённого
молока с сахаром.Образец (содержание Показатели Сухих веществ, % Размер крис- Вязкость вид жира) таллов лак- тозы, мкм Эксперимент 1
Опыт 4
40%
с подсолнечным маслом 6 норм., стекает со шпателя нитью и отрывается каплями
50% с подсолнечным маслом 6 Повышенная вязкость, стекает со шпателя комками
5.3. Влияние вида жира на:
а) качествопродукта
— органолептическиепоказатели
Для определения влияниявида жира на органолептические свойства продукта была проведена серия опытов(эксп.2, оп.1-3), результаты опытов 1 и 3 одинаковы, они обобщены исравниваются с контрольным образцом выработанным из сухого цельного молока.Результаты представлены в табл.5.4.
Таблица 5.4 Балловаяоценка органолептических свойств сгущенного молока с сахаром
Образец
(содержание сухих веществ,%
вид жира)
Внешний
вид и цвет
Оценка,
баллы
Запах,
вкус,
аромат
Оценка,
баллы
Структура,
консистенция
Оценка,
баллы Итого
Эксперимент 2
Опыт 1 и 3
40%
— с подсолнечным маслом норм. 5 Привкус подсолнечного масла 4 Норм 5 14
— с молочным жиром норм. 5 норм. 5 Норм 5 15
— с жиром «Союз» норм. 5 норм. 5 Норм. 5 15
Эксперимент 2
Опыт 2
40%
из сухого цельного молока норм. 5 норм. 5 Норм. 5 15
/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
При использовании жира «Союз» имолочного жира все органолептические показатели соответствовали норме. Образцысгущённого молока, выработанные с применением подсолнечного масла, имелипривкус подсолнечного масла.
Жир «Союз» не оказываетотрицательного воздействия на органолептические показатели продукта, в то времякак подсолнечное масло несколько их ухудшает. Исследования показали, что жир«Союз» наиболее приближен по своим органолептическим показателям к молочномужиру.
Поэтому предпочтениенужно отдавать жиру «Союз».
— размер жировыхшариков
При проведении серииопытов (эксп.2, оп.1-3) по выработке образцов сгущенного молока с сахаром, вполученных образцах были проведены измерения величины жировых шариковрезультаты которого приведены в табл.5.5.
Таблица 5.5 Среднийдиаметр жировых шариков
Образец
(содержание сухих веществ,%
вид жира) Средний диаметр жировых шариков, мкм Эксперимент 2
Опыт 1
40%
с подсолнечным маслом 2,4 с молочным жиром 1,85 с жиром «Союз» 1,45 Эксперимент 2
Опыт 2 40%
из сухого цельного молока (контрольный образец) 1,2 Эксперимент 2
Опыт 3
(повторение оп. 1)
40%
с подсолнечным маслом 1,8 с молочным жиром 1,2 с жиром «Союз» 1,6
При использованииподсолнечного масла жировые шарики в продукте имели более крупные размеры, чемпри использовании жира «Союз» и молочного жира.
По этому показателюпредпочтение следует отдавать жиру «Союз».
— размер кристалловлактозы
В образцах сгущенногомолока с сахаром выработанных при проведении опытов (эксп.2, оп.1-3), былипроведены измерения величины кристаллов лактозы результаты которого приведены втабл.5.6. Измерения проводились в свежевыработанных образцах.
Таблица 5.6 Среднийразмер кристаллов лактозы
Образец
(содержание сухих веществ,%
вид жира) Средний размер кристаллов лактозы, мкм Эксперимент 2
Опыт 1
40%
с подсолнечным маслом 6 с молочным жиром 6 с жиром «Союз» 6 Эксперимент 2
Опыт 2 40%
из сухого цельного молока (контрольный образец) 6 Эксперимент 2
Опыт 3
(повторение оп. 1)
40%
с подсолнечным маслом 6 с молочным жиром 6 с жиром «Союз» 6
При использовании любогожира средний размер кристалла лактозы составлял 6 мкм. Вид используемого жирана размер кристаллов не влияет.
б) технологическиеоперации
Вид используемого жира натехнологические операции влияния не имеет.
5.4 Влияние затравки
При проведении опытов повыработке сгущенного молока с сахаром продукт изготавливали с применениемзатравки и применением операции охлаждения (эксп.2) и без них (эксп.1, оп.4). Вполученных образцах были проведены измерения размеров кристаллов лактозы,результаты которого приведены в табл.5.7. Измерения проводились в свежевыработанныхобразцах и в процессе хранения.
Таблица 5.7 Средний размер кристалловлактозы, мкмОбразец № измерения (дата) 1 2 3
Без затравки
40% С подсолнечным маслом
6
(17.05.)
30
(20.05.)
120
(24.05.) 50% С подсолнечным маслом
6
(17.05) С затравкой 40% С подсолнечным маслом
6
(20.05.)
6
(24.05.)
6
(31.05.) С молочным жиром
6
(20.05.)
6
(24.05.)
6
(31.05.) С жиром «Союз»
6
(20.05.)
6
24.05.)
6
(31.05.) 40% из сухого цельного молока
6
(20.05.)
6
(24.05.)
6
(31.05.)
Без внесения затравки и охлажденияпробы кристаллы лактозы после сгущения имели размеры, не превышающиенормативы, но при хранении имели тенденцию значительно увеличиваться, за 3 днядо 30 мкм, а через 7 дней становились видимы визуально и достигали 120 мкм.
В образцах, которые быливыработаны с использованием затравки и охлаждением после сгущения,первоначальный размер кристаллов составлял 6 мкм и при хранении кристаллы неувеличивались в размерах.
Использование затравки иприменение режима охлаждения положительно влияют на процесс кристаллизациилактозы.
5.5 Влияние пастеризациина: проведение технологических операций, качество готового продукта
— проведениетехнологических операций
Проведение опытов(эксп.1, оп4) показало, что пастеризация смеси восстановленного молока до 30, 40%и сахарного сиропа не затрудняется из-за повышенного содержания сухих веществи не оказывает влияние на проведение технологических операций.
— качество готовогопродукта
Качественные показателиготового продукта, выработанного с применением пастеризации, не изменились исоответствуют норме, результаты опытов представлены в табл.5.8.
Произошло тольконезначительное увеличение размеров жировых шариков(табл.5.9).
Таблица 5.8 Балловаяоценка органолептических свойств сгущенного молока с сахаром
Образец
(содержание сухих веществ,%
вид жира) Внешний вид и цвет
Оценка,
баллы Запах, вкус, аромат
Оценка,
баллы Структура, консистенция
Оценка,
баллы Итого
Эксперимент 2
Опыт 4
40%
с жиром «Союз» норм 5 норм 5 норм 5 15
30%
с жиром «Союз»
норм
5
норм
5
норм
5
15
/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Таблица 5.9 Средний диаметржировых шариков, мкм
Образец
(содержание сухих веществ,%
вид жира) Средний диаметр жировых шариков, мкм
Эксперимент 2
Опыт 4
30%
40%
с жиром «Союз»
2
2,2
6Экономическая эффективность
Расчет расхода пара на вакуум-аппаратпри различном содержании сухих веществ в восстановленном молоке.
Начальные характеристики:
Ксг=1000 кг
Ррп=8 ат (iрп=2768,8 кДж/кг)
tкон=80°С (iкон=336 кДж/кг)
Рвт=0,2 ат (iвт=2610,8 кДж/кг)
Спр=3,9 кДж/кг∙град
u=0,8
η=0,85
Определение количества сырьяпроизводим по формуле:
Кс=Ксг/(Sн/Sк) , ( 15)
Где Кс –количество сырья,кг/ч
Sн ,Sк - начальная и конечная массовые долисухих веществ в продукте, %
Кс1 =1000/(12/74)=6166,7кг,
Кс2 =1000/(40/74)=1850 кг,
Определение количества испареннойвлаги производим по формуле:
W=Кс(1- Sн /Sк) , (16)
Где W- количество испаренной влаги, кг/ч
W1=6166,7(1-12/74)=5180 кг/ч
W2=1850(1-40/74)=851 кг/ч
Определение количества рабочего парапроизводим по формуле:
Кр=(Wr + KcCпр(tк — tн))/((iрп – iкон) + u(iвт – iкон))η , (17)
где Кр — количестварабочего пара, кг/ч
r – скрытая теплота парообразования, кДж/кг
Cпр — теплоёмкость продукта, кДж/кгК
tк, tн — конечная и начальная температура продукта, оС
iрп , iвт — энтальпиярабочего и вторичного пара, кДж/кг
iкон – энтальпия конденсата, кДж/кг
u– коэффициент инжекции, кг/кг
η– тепловой КПД
Кр1=(5180∙2260+6166,7∙3,9(60-30))/((2768,8–336)+0,8(2610,8-336))0,85=3438,4кг/ч
Кр2 =(851∙2260,1+1850∙ 3,9(60-30))/(( 2768,8–336)+0,8(2610,8-336))0,85=592кг/ч
Кр1 / Кр2 =3438,4/592=5,8
Расход рабочего пара для сгущениясухого молока восстановленного до 12% сухих веществ в 5,8 раз больше чем длясгущения сухого молока восстановленного до 40% сухих веществ. Эта значительнаяэкономия позволит снизить затраты на производство продукта.
Выводы
На основании результатовпроведённых опытов можно сделать следующие выводы:
1. Наилучшие результатыгомогенизации получены при восстановлении сухого обезжиренного молока сиспользованием жира «Союз» и внесением сиропа в гомогенизируемую смесь.
2. Оптимальное содержание сухих веществ в восстановленном молока 40%.
3. Установлено, что жир«Союз» положительно влияет на качество продукта и его физико-химическиепоказатели.
4. Пастеризациявосстановленного молока до 30, 40% сухих веществ не оказывает отрицательноговоздействия на проведение технологической операции и качество продукта.
На основании проведённыхисследований разработали технологию производства сгущённого молока с сахаром сиспользованием в качестве сырья сухого обезжиренного молока и заменителямолочного жира «Союз».
Схема технологического процесса:
Приёмка и подготовка сырья
↓
ВосстановлениеСОМ
до 40% сухихвеществ t = 45-50оС
охлаждение доt = 6-8оС τ = 3-4 ч
↓
Внесениерастопленного жира «Союз»
↓
Приготовлениеи внесение сахарного сиропа
↓
Гомогенизация
t = 60оС, 2000 об/мин., τ = 3 мин.
↓
Пастеризация
t = 95оС без выдержки
охлаждение доt = 6-оС
↓
Сгущение
↓
Затравка 0,02% → Охлаждениеи кристаллизация t = 20оС
↓
Фасовка
↓
Хранение
1. Приёмка и подготовкасырья
Основными компонентамипри производстве сгущённого молока являются: сухое обезжиренное молоко,заменитель молочного жира – жир «Союз-512Л», сахарный песок, вода, лактоза.
2. Восстановление сухогообезжиренного молока
Рассчитанную массу сухогомолока растворяют в питьевой воде при t = 45-50оС. После растворения молока пропускают через сетчатыйфильтр с целью освобождения от комочков. После этого смесь охлаждают до t = 6-8оС и выдерживают приэтой температуре 3-4 часа с целью набухания белков, устранения «водяного»привкуса, улучшения консистенции восстановленного молока.
3. Предварительнорастопленный жир «Союз» вносится в восстановленную смесь.
4. Приготовление ивнесение сиропа [28]
Сахарный сироп готовятпутём растворения необходимого количества сахара в питьевой воде температурой60-70оС. После смешивания сахара с водой смесь доводят до кипения иочищают. Сахарные сиропы рекомендуется готовить с концентрацией сахара 65-70%.С целью предотвращения расщепления (инверсии) сахарозы, а также засахаривания изагустения сироп нельзя выдерживать более 20 мин. от начала кипения до началаего смешивания с молоком. Температура сиропа при смешивании должна быть 90-95оС.После внесения сиропа смесь тщательно вымешивается.
Данные операции производятсяс использованием ёмкостных теплообменных аппаратов.
5. Гомогенизация
Перед проведениемгомогенизации смесь нагревают до t = 60оС.Гомогенизацию проводят при 3000 об/мин продолжительностью 3 мин.
Данная операцияпроводится для получения однородной эмульсии, которая практически не должна расслаиваться в хранении
6. Пастеризация
После диспергированияжировой фазы, смесь направляют на пастеризацию, которую проводят при t = 95оС без выдержки.
В смесь передпастеризацией можно вносить 25%-ный растров соли – стабилизатора в количестве0,008 – 0,01% массы смеси. После пастеризации смесь рекомендуется охладить до60оС и направить на сгущение.
7. Сгущение
Сгущение проводят притемпературе кипения продукта 52 – 56оС. Для установления готовностипродукта отбирают его пробу, охлаждают до 18-20оС и определяютмассовую долю сухого вещества и органолептические показатели.
Массовая доля сухихвеществ в готовом продукте по рефрактометру при 20оС составляет73,8 – 74%. Консистенция пробы продукта при 50оС должна бытьслабовязкой. Продукт должен легко стекать со шпателя. Сгущённый продукт извакуум – выпарной установки направляют на охлаждение.
8. Охлаждение икристаллизация
Продукт охлаждения припостоянном перемешивании до температуры 35оС и при этой температуревносят затравку в количестве 0,2% для интенсификации кристаллизации иобразования мелких кристаллов лактозы. Затравка – сухая мелкокристаллическаялактоза с размером кристаллов 2 – 3 мкм. Лактозу перед внесением прогревают при105 ± 2оС не менее 1 часа. Поле внесения лактозы в сгущённое молокоувеличивается число зародышей кристаллизации, которые способствуют образованию мелких кристаллов.
После внесения затравкисгущённое молоко выдерживают при данной температуре 20 минут при постоянномперемешивании.
Далее продукт охлаждаютдо 20оС и отправляют на фасовку.
9. Фасовка
Готовый продукт фасуют впотребительскую (банки № 7, алюминиевые тубы, бумажные пакеты) или транспортную(деревянные заливные и фанерно-штампованные бочки, фляги) тару. Металлическуютару предварительно моют и стерилизуют, а деревянные и фанерно-штампованныебочки парафинируют — в целях исключения вторичного бактериального обсемененияпродукта во время фасования.
10. Хранение продукта
Рекомендуется хранитьсгущённое молоко с сахаром при t = 0– 10оС, относительная влажность камер хранения не более 75%.
Срок хранения не более 12месяцев, в транспортной таре – не более 6 месяцев.
Для приготовления 1000 кгсгущённого молока требуется 1451 кг нормализованной смеси. Рецептура представленав таблице.
Таблица 1. Рецептураприготовления смеси на 1000 кг продуктаКомпоненты Количество, кг Сухое обезжиренное молоко 441,2 Вода для восстановления сухого молока 617 Сахар – песок 255 Вода для приготовления сиропа 88 Жир «Союз» 49,8
Пользуясь даннойрецептурой для приготовления сгущённого молока с сахаром с содержанием сухихвеществ 74%, полученный продукт будет содержать 9,8% жира, содержание сахарозы– 50%.
Приложение А
Схема стадийного растворения сухогомолокаОперации Содержание влаги в продукте, % t , °С
Продолжительность,
сек 1
Растворение
10
40
70
88
45
50
60
65
30
30
60
30 2 Охлаждение до t=20°С 3 Фильтрование 4 Выдерживание τ=25 мин
Приложение В
Библиографический список
1.Молочная промышленностьянварь-сентябрь 2003г.// Молочная промышленность, 2003, №11.
2. Цены на молоко и молочные продукты.//Молочная промышленность, 2003, №12.
3. Гамазкова.Л. Российский рыноксгущенного молока.// Email :http:// www.marketcenter.ru/content/Lilia@binec.ru
4. Мещерякова.В.А. Соя в лечебно-профилактическомпитании.// Пищевая промышленность, 2002, №8.
5. Степанова.Л.И. Российский рынокрастительных масел и жировых систем.// Пищевая промышленность, 2002, №8.
6. Инихов.Г.С, Брио.Н.П. Методыанализа молока и молочных продуктов.-М.: Пищевая промышленность, 1971-422с.
7. Рязанова.О.А, Подняковский.В.М,Шевелева.А.А. Продукты специального назначения на основе сои.// Пищеваяпромышленность, 2002, №8.
8. Поляк.А.Л. Рынок сухого молока.//Молочная промышленность, 2003, №5.
9. Поляк.А.Л. Рынок сухого молока.//Молочная промышленность, 2003, №12.
10. Огустин.М.А. Ингредиенты длярекомбинированных молочных продуктов.// Молочная промышленность, 2001, №10.
11. Игнатов.К.Л, Измайлова.Г.И.Растительные масла и жировые системы в пищевой промышленности.// Молочная промышленность,2000, №8.
12. Зобкова.З.С, Кутилина.С.К. Растительныежиры в молочных продуктах.// Молочная промышленность, 1999, №1.
13. Кузьмичева.М.Б. Российский рынокмолочных консерв.// Молочная промышленность, 2002, №1.
14. Поляк.А.Л. Рынок сухого обезжиренногомолока.// Молочная промышленность, 2002, №7.
15. Поляк.А.Л. Рынок сухого молока.Лето может быть трудным.// Молочная промышленность, 2002, №6.
16. Ханс Ван Гульден,Малина.И.Л.Совершенствование показателей заменителей молочного жира с учетом практическихтребований производителей молочной и масложировой продукции.// Пищеваяпромышленность, 2001, №4.
17. Заменитель молочного жира«Деликон-1». Качественные показатели продукции.// www.grain-tc.com/dol tex5.htm
18. Редько.Т.С. Заменители молочногожира проблемы и перспективы.// Молочная промышленность, 1998, №6.
19. Степанова.Л.И. Растительные маслаи жировые системы в структуре питания населения России.// Молочнаяпромышленность, 2002, №7.
20. Харина.Н.В, Забодалова.Л.А.Комбинированная основа для пастообразного продукта.// Молочная промышленность,2002, №7.
21. Масло топленое «РоссийскоеЗолотое». Московский завод топленого масла.// www.mztm.ru/price.htm
22. Эрвольдер.Н.Ю. Технологияпроизводства сгущенного молока из сухого молока и заменителей молочного жира поТУ. ОООНПК «Прогрессивные Технологии».// www/protex.ru
23. Вестерби.П. Новая технологиярекомбинированного сгущенного молока с сахаром.// Молочная промышленность,2000, №10.
24. Тарасенко.О.С.Высокотехнологичные жиры российского производства.// Пищевая промышленность,2003, №8.
25. Лещанская.О. Роль трансизомеровжирных кислот в жизнедеятельности человека глазами химика, специалиста попитанию и кардиолога.// Пищевая промышленность, 2003, №7.
26. Заменитель молочного жира«Акобленд»// Молочная промышленность, 2000, №2.
27. Добриян.Е.И. Сгущенное молоко«Лидер».// Пищевая промышленность, 2002, №7.
28. Бредихин.С.А,Космодемьянский.Ю.В, Юрин.В.Н. Технология и техника переработки молока.-М.:Колос, 2001-400с.
29. Вайткус.В.В. Гомогенизациямолока.-М.: Пищевая промышленность, 1967-200с.
30. Сборник технологическихинструкций по производству пастеризованного молока, сливок, кисломолочныхдиетических продуктов и сметаны.-М.: Пищевая промышленность, 1971-200с.
31.Шидловская.В.П. Органолептическиесвойства молока и молочных продуктов.-М.: Колос, 2000-200с.
32. Твердохлеб.Г.В, Диланян.З.Х,Чекулаева.Л.В. Технология молока и молочных продуктов.- М.: «Агропромиздат»,1991- 463с.