СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА СУХОГО ЦЕЛЬНОГО МОЛОКА
METHOD OF DETERMINING QUALITY OF FULL CREAM MILK POWDER

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к области молочноконсервной промышленности, и касается вопроса определения качества сухого цельного молока.
Известен способ определения качества сухого цельного молока по физико-химическим показателям, включающим определение растворимости, титруемой кислотности, содержания аминного азота, количества свободного жира, количества перекисей в жире, кислотности жира. По результатам физико-химических показателей рекомендуется раздельное использование сухого цельного молока: из башни его следует направлять в торговую сеть; из фильтров - использовать для промышленной переработки на пищевых предприятиях [Сапрыгин Г.П., Хоцко Ю.А., Изменение качества сухого молока в процессе производства. Труды ОмСХИ, 1971 г., т.82, с.15].
Недостатком данного способа является его субъективность, так как изменение физико-химических показателей не связано с температурой и временем ее воздействия на продукт, а также сложностью раздельного использования продукта из башни и фильтров.
Известен также способ определения качества сухого цельного молока по органолептическим показателям, физико-химическим показателям, микробиологическим показателям, определяемых на стадии фасовки готового продукта. По результатам органолептических, физико-химических, микробиологических показателей сухое цельное молоко подразделяют на высший сорт и первый сорт [ГОСТ 4495-87. Молоко цельное сухое - М.: Изд. стандартов, 2001. - 300 с].
Недостатком известного способа является недостаточно высокое требование к качеству выпускаемого продукта, недостаточно точная и объективная оценка качества сухого цельного молока.
Задачей предлагаемого способа определения качества сухого цельного молока является повышение требований к качеству выпускаемого продукта, а также повышение точности и объективности оценки качества сухого цельного молока.
Технический результат достигается тем, что согласно способу определения качества сухого цельного молока, предусматривающему определение органолептических, физико-химических и микробиологических показателей, дополнительно определяют активную кислотность и константу скорости разрушения лизина, которую рассчитывают по формуле
-1
где К - константа скорости реакции разрушения лизина, с;
N - начальное содержание лизина, %;
0
N - содержание лизина после термического воздействия, %;
τ - время температурного воздействия, с,
причем, при значениях активной кислотности и константы скорости разрушения лизина, соответственно равных 5,9-6,3 и 0,5-1,4, продукт может быть использован в торговой сети и сети общественного питания.
Способ осуществляется следующим образом.
Сырое молоко, оцененное по качеству, учтенное по массе, очищенное и охлажденное, направляют в емкость для нормализации по жиру. Тепловая обработка нормализованной смеси перед выпариванием осуществляется в подогревателе при температуре 85-86°С с завершением ее подогревом острым паром с температурой 140°С, с последующим охлаждением в самоиспарителе. Далее нормализованная смесь подсгущается в 1-ом и 2-ом корпусе вакуум-выпарной установки до массовой доли сухих веществ 46-50%, из калоризатора 3-го корпуса направляется на гомогенизацию при температуре 46-60°С и давлении 10-15 мПа. Далее смесь высушивается (температура воздуха 165-180°С). При подаче до разгрузочного циклона охлаждается на 10-15°С ниже температуры подаваемого воздуха. Далее продукт подается в бункер-накопитель, откуда на фасовку.
Из готового продукта отбирают пробу сухого цельного молока. Сухое цельное молоко растворяют в воде температурой 40-50°С, восстановленное молоко переносят в мерную колбу и охлаждают до температуры 20°С. В полученном молоке определяют органолептические показатели, физико-химические показатели, микробиологические показатели. Органолептические показатели определяют визуально, физико-химические показатели - стандартными методами по ГОСТам, микробиологические показатели - по ГОСТ 26888 и ГОСТ 9225.
В соответствии с предлагаемым способом скорость разрушения лизина определяют в зависимости от температуры и времени ее воздействия.
Согласно законам химической кинетики реакция разрушения лизина описывается уравнением второго порядка, соответственно, константу скорости разрушения лизина определяем по формуле (1)
-1
где К - константа скорости реакции разрушения лизина, с;
N - начальное содержание лизина, %;
0
N - содержание лизина после термического воздействия, %;
τ - время температурного воздействия, с.
Экспериментально установлена зависимость рН=f(t,τ).
Аналитическая взаимосвязь заявленных объектов с величиной теплового и его временного воздействия на сухое цельное молоко позволяет представить ее в графическом виде (чертеж 1)
Чертеж 1 - Зависимость константы скорости разрушения лизина и активной кислотности в сухом цельном молоке от величины термического воздействия
-1
К - константа скорости разрушения лизина, с;
pH - активная кислотность;
t - температура воздействия, °С.
-1
-1
В соответствии с графиком, по величинам К и рН можно определить температуру воздействия на сухое цельное молоко. Так, например, если константа скорости разрушения лизина составляет 3,1 с, активная кислотность 4,8, а температура воздействия на сухое цельное молоко 170°С. В точке «пересечения» линий константы скорости разрушения лизина и активной кислотности значение активной кислотности стремится к изоэлектрической точке казеина (рН=4,3-4,5), а константа скорости разрушения лизина соответственно 4-4,05 c.
По экспериментальным данным видно, чем больше константа скорости разрушения лизина, тем больше величина температурного воздействия, тем больше степень разрушения лизина и меньше биологическая ценность сухого молока. Зависимость изменения биологической ценности от степени разрушения лизина и температуры воздействия для различных констант скорости разрушения лизина приведена в таблице 1.
Таблица 1Зависимость относительной биологической ценности сухого цельного молока от степени разрушения лизина
t, °C
Разрушение лизина, %
Константа скорости разрушения лизина, с<sup>-1</sup>
Снижение относительной биологической ценности (ОБЦ), %
80
0,1
0,5
-
100
7,88
1,0
7
120
27,1
1,4
18
140
64,7
2,0
62
160
88,6
2,8
87
Пользуясь полученными экспериментальными данными по определению содержания лизина, можно определить относительную биологическую ценность (ОБЦ) продукта, а следовательно, его пищевую ценность. Исходя из полученных данных по определению активной кислотности, можно определить биологическую безопасность продукта.
Известно, что при снижении относительной биологической ценности на 20-30% невозможно использование сухого цельного молока как качественного продукта.
-1
-1
По данным (см. табл.1), если разрушение лизина составляет 27%, а относительная биологическая ценность снижается на 18%,то температурное воздействие соответствует 120°С, константа скорости разрушения лизина К=1,4 с. При температуре 80°С константа скорости разрушения лизина равна 0,5 с, а разрушение лизина столь незначительно (0,1%), что снижение относительной биологической ценности не отмечено. При этих температурах активная кислотность соответственно равна 5,9-6,3 (см. чертеж 1)
Активная кислотность является показателем биологической безопасности продукта и с повышением температуры в изоэлектрической точке казеина (рН=4,3-4,5) белковые фракции стремятся к дестабилизации структуры, а следовательно, химическим изменениям и образованию продуктов, которые могут быть токсичными. В последующем при хранении такого продукта в нем активно развиваются микробиологические процессы. Поэтому активная кислотность является заявленным признаком, оценивающим качество сухого цельного молока с позиции качества белка.
Эффективность усвояемости белка, который тем и ценен, что является носителем незаменимых аминокислот, определяет биологическую ценность продукта. В случае «блокирования» незаменимой аминокислоты - лизина, т.е. ее перехода под действием тепла в недоступную для усвоения организмом форму ведет к снижению биологической ценности белка. Также под действием температуры происходит дестабилизация структуры, что тоже снижает биологическую ценность белка и в целом продукта.
2
Лизин - одна из главных лимитирующих незаменимых аминокислот, характеризующих также качество молочного белка. Эта аминокислота наиболее термолабильна по сравнению с другими аминокислотами в связи с тем, что обладает повышенной реакционной способностью ее свободная ε-NH - группа. Этим объясняется выбор константы скорости разрушения лизина в качестве заявленного признака.
Технический результат достигается повышением точности и объективности оценки качества сухого цельного молока за счет заявленных признаков активной кислотности и константы скорости разрушения лизина, которую рассчитывают по формуле
-1
где К - константа скорости реакции разрушения лизина, с;
N - начальное содержание лизина, %;
0
N - содержание лизина после термического воздействия, %;
τ - время температурного воздействия, с,
причем при значениях активной кислотности и константы скорости разрушения лизина, соответственно равных 5,9-6,3 и 0,5-1,4, продукт может быть использован в торговой сети и сети общественного питания.
Практическая реализация способа может быть осуществлена, к примеру, следующим образом. В готовом продукте определяется активная кислотность, в соответствии с рис.1 определяется К, по величине которой определяется возможность использования продукта в торговой сети и сети общественного питания.
Предлагаемый способ позволит повысить требования к качеству и более точно и объективно оценить качество сухого цельного молока, конкретно, качество его белковой части с учетом температурного воздействия и времени теплового воздействия на продукт. Белок - основа обеспечения качества здорового питания человека.
Тем более известно, что на мировом рынке востребованность сухого цельного молока, производимого российскими предприятиями, ограничена, так как молочные порошки не соответствуют требованиям нормативов международных стандартов, основанных на системе контроля качества, которая учитывает величину тепловой обработки готового продукта.
В настоящее время качество продукта - одна из главных стратегических задач предприятий молочной отрасли. Качество продукта должно гарантировать удовлетворение потребности человека в здоровой и безопасной пище.
Предлагаемый способ оценки качества будет способствовать повышению технологической дисциплины в части тепловой обработки и привлечению инвестиций в отрасль.
Предлагаемый способ проверен на кафедре «Технология молока и молочных продуктов» ФГОУ ВПО «Омский государственный университет».