Increasing the thermodynamic stability of concentrated milk systems with intermediate moisture
Authors: Кручинин Александр Геннадьевич , Илларионова Елена Евгеньевна , Туровская Светлана Николаевна 
Published: February 2023

Высокотемпературная обработка в производстве молочных продуктов с промежуточной влажностью, необходимая для обеспечения их качественных и органолептических характеристик, связана с определенными трудностями, обусловленными пониженной термодинамической стабильностью концентрированных молочных систем вследствие сдвига солевого равновесия из-за повышенного содержания протеинов и минеральных веществ в системе. Регулирование минерального баланса и повышение термостабильности осуществляют посредством внесения в молочную смесь солей стабилизаторов (СС), представленных различными формами цитратов и фосфатов натрия и калия, а также их композициями. При этом производители молочных консервов зачастую компенсируют экспериментальную коррекцию дозировок и пробные выработки повышением дозы внесения СС, что может приводить к значительным изменениям протеинового профиля и органолептических показателей вырабатываемых продуктов. Цель проводимого эксперимента состояла в анализе физико-химических, технологических и органолептических характеристик концентрированных молочных систем под влиянием ранжированных количеств наиболее распространенных солей-стабилизаторов (от минимальных до избыточных дозировок) для оценки состояния казеинового комплекса в условиях изменения солевого баланса и последующего термического воздействия. Результаты исследования подтвердили эффективность применения СС даже в минимальных дозировках для повышения термодинамической стабильности концентрированных молочных систем, в то время как при избыточном количестве СС были отмечены нежелательные изменения белкового профиля, проявляющиеся в увеличении прозрачности молочных дисперсий вследствие диссоциации мицелл казеина, в повышении вязкости, а также в нарастании активной кислотности, способствующем интенсификации меланоидинообразования в процессе тепловой обработки. Применение СС или их композиций в концентрированных молочных системах с промежуточной влажностью требует обязательной предварительной коррекции доз внесения с учетом массовой доли протеинов в продукте, особенностей используемого сырья и специфики технологической обработки. Для успешной термодинамической стабилизации белковых фракций также необходимо проведение предварительной оценки эффективности применения отдельных СС или проектируемых композиций посредством тепловых проб и экспериментальных выработок в условиях производства.

High-temperature processing in the production of dairy products with intermediate moisture, necessary to ensure their quality and organoleptic characteristics, is associated with certain difficulties due to the reduced thermodynamic stability of concentrated dairy systems due to a shift in salt balance due to an increased content of proteins and minerals in the system. The regulation of the mineral balance and the increase in thermal stability is carried out by adding stabilizer salts (SS) to the milk mixture, represented by various forms of citrates and phosphates of sodium and potassium, as well as their compositions. At the same time, manufacturers of canned milk often compensate for experimental dosage adjustments and test productions by increasing the dose of SS, which can lead to significant changes in the protein profile and organoleptic parameters of the products produced. The purpose of the experiment was to analyze the physicochemical, technological and organoleptic characteristics of concentrated dairy systems under the influence of ranged amounts of the most common stabilizer salts (from minimal to excessive dosages) to assess the state of the casein complex under conditions of changing salt balance and subsequent thermal exposure. The results of the study confirmed the effectiveness of the use of SS, even at minimal dosages, to increase the thermodynamic stability of concentrated milk systems, while with an excess amount of SS, undesirable changes in the protein profile were noted, manifested in an increase in the transparency of milk dispersions due to the dissociation of casein micelles, an increase in viscosity, as well as an increase in active acidity, which contributes to the intensification of melanoidin formation during heat treatment. The use of SS or their compositions in concentrated milk systems with intermediate moisture requires mandatory preliminary correction of application doses, taking into account the mass fraction of proteins in the product, the characteristics of the raw materials used and the specifics of technological processing. For successful thermodynamic stabilization of protein fractions, it is also necessary to conduct a preliminary assessment of the effectiveness of the use of individual SS or designed compositions by means of thermal tests and experimental workings in production conditions.