автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СЛИВОЧНОГО МАСЛА СЛАВЯНСКОЕ НА ОСНОВЕ ИЗУЧЕНИЯ СОКРИСТАЛЛИЗАЦИИ МОЛОЧНОГО И КОМПОЗИЦИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЖИРОВ

Министерство мясной и молочной промышленности СССР Всесоюзный научно-исследовательский институт мясной промышленности

Разработка технологии сливочного масла Славянское на основе изучения сокристаллизации молочного и композиции растительных жиров

Специальность №05.18.04. — технология мясных, молочных и рыбных продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Па правах рукописи

Для служебного пользования

Твердохлеб Александр Васильевич

Москва- 1У84

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском институте маслодельной и сыродельной промышленности НПО .Углич"

Научный руководитель

Официальные оппоненты —

Ведущее предприятие

доктор технических на ук, профессор Ф, А, Ііишемирекнй

доктор технических наук, профессор А, Д. Грищенко

кандидат технических наук, Г. А. Россихина

Угличский производственно - экспериментальный маслоделкно-сыродельный завод НПО «Углич"

Защита диссертации состоится . " ^Ш^СЛЯ 198¿Гг. Час ¡га заседании специализированного совета

час на заседании

К—102,01.01 при Всесоюзном научно-исследовательском институте мясной промышленности. Ваши отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью учреждения и подписями, просим направить в совет института по адресу; 109029, г. Моск»я, ул. Талалихина, 26, Ученому секретарю,

С диссертацигй можно ознакомиться в библиотеке ВНИИМПа,

Автореферат разослан „_"__198 г.

Ученый секретарі, специализированного совета, кандидат технических наук

Спирин £. Т.

РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева г ) ЦНБ имени Н И. Железное»

Фонд научный ^«ратуры ОБЩЬЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАВатаЬЗо

Актуальность проблемы. В соответствии с решениями ХХУ1 съезда КПСС и Продовольственной программой СССР работа молочной промышленности направлена на дальнейший подъем народного благосостояния на основе создания новой прогрессивной техники й технологии« обеспечивающих расширение ассортимента молочных продуктов, в том числе сливочного масла, улучшение их качества и биологической полноценности» рациональное и комплексное использование всех компонентов сырья.

Существующие в настоящее время разновидности сливочного масла не в полной мере удовлетворяют концепции сбалансированного питания, в частности, не соответствуют рекомендованной жирнокислотной формуле универсального с физиологической точки зрения пищевого жира. В виду этого специалисты-диетологи рекомендуют вырабатывать разновидности продукта с комбинированной жировой фазой с целы» направленного регулирования его жирнокислотного состава и повышения биологической полноценности. Для решения поставленной проблемы требуются дополнительные исследования по комбинирование различных жиров и возможности применения их композиций для частичной зшгны молочного жира в продуктах маслоделия. При разработке технологии сливочного масла необходимо учитывать физкхо-хи-мические показатели и закономерности кристаллизации его жировой фазы. Б связи с этим изучение особенностей сокристаллизации различных жиров представляет обоснованный научный интерес в плане выявления сдожнс:>о характера взаимодействия различных глицеридов, а таете практическую полезность для целенаправленного применения немолочных жиров и их композиций в ыасл'делии.

Цель и задачи исследования. Изучи» особенности сокристаллизации уточного хира с композицией растительных жиров и научно обосновать компонентный состав к технологию сливочного уасла с комбинированной жировой фазой« обеспечив при этом сбалансированность его хирнокислотного состава.

Б соответствии с рабочей гипотезой о возможности повышения биологической полноценности и направленного регулирования струк-турно-механичесжих показателей сливочного масла путем использования композиции растительных жирог, подобранной по хгаагческому ... составу, физико-химическим показателям и особенностям ^кристаллизации с молочным жиром, определены следущие основные задачи:

- изучить особенности сохристахлизацик молочного жкра к композиции растительных жиров, направленно подобранной во югрно-хислотноыу составу;

- изучить технологические особенности использования композиции растительных жиров в смеси с молочным жирок в аспекте их сочетаемости при выработке сливочного масла;

- научно обосновать состав и типологию новой разновидности сливочного масла, изучить его качество при холодильном хранении и установить сроки реализации.

Научная I. ,виэна. Изучены особенности сокристаллизации глице-ридов молочного жира и направленно подобранно" композиции жиров растительного происхождения» содержащей структурообразующие гдя-цериды. Выявлены закономерности влияния изменения соотношения разлю&одихся по природе жиров на кинетику отвердевания, качественные и количественные показатели формирующихся групп глицери-дов. Научно обоснована целесообразность применения композиции растительных жиров в маслоделии с целью направленного регулирования жирнокислотного состава л повышения биологической полноценности сливочного масла.

Новизна разработки подтверждена решением'государственной научно-технической експертизи изобретений о выдаче авторского свидетельства по заявка на изобретение £ 3416532/13 (к открытой публикации запрещено).

Практическая значимость. Разработаны состав и технология нсвой разновидности сливочного касла (славянское) со сбалансированным жирнокислотным составом универсального назначения. Разработана и утверждена Нинм&сомолпромом СССР нормативно-техническая доку- ' ыентация на производство славянского масла: технические услови", • технологическая инструкция, нормы расхода сырья и материалов (ТУ 49 909-84).

Технология славянского масла ьнедреиа на двух заводах тгроыьвл-ленюстл - Угличском производственно-экспериментальном маслодеяь-ко-сыродельком заводе НЛО "Углич* и Белгородском молочном комбинате. Получено решение на широкое внедрение славянского масла я ідеомшленность. Экономический эффект, утвержденный ііинмясомол-промом СССР» составляет 133 руб. на I т.

Апробация работа. Результаты исследований обсуждены на научно-технических конференциях в гг. Каунасе (1982 г.)» Москве <1982 г.) и Ставрополе (1903 г.). Диссертация в целом докладывалась, обсуждалась и подучила одобрение на секции Ученсго совета ВЫИ№.:3'по вопросам маслоделия 24*08.84 г.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 147 стр. машинописного текста, содержит 29 таблиц, 26 иллюстрации и 7 приложений. Список использованной литературы включает 207 наименований, в том числе 48 зарубежных публикаций.

. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Ьо введении кратко обосновывается актуальность разрабатываемой темы, ее научное и практическое значение.

Обзор литературы включает анализ опубликованных материалов, отражающих: тенденции совершенствования современного ассортимента сливочного масла, влияние частичной замены молочного жира растительными ня физико-химические и потребительные показатели аналогов сливочного масла; современные медико-биологические рекомендации о сбалансированности жировой части рациока.

Организация ^ тавоту. Экспериментальная часть работы выполнена в отделе маслоделия Всесоюзного научно-исследовательского института маслодельной и сыродельной промышленности, производственная проверка - на Угличском производственно-экспериментальном иасло-деяьно-сыродельном заводе НПО "Углич" и Белгородском городском молочном комбинате.

Организационно работа выполнялась в три этапа.

Напервом этапе работы изучали особенности со-христаллизации глицеридов а смесях молочного жира -Ми композиции растительных киров (жировой композиции) - Ж при различных режимах их тетера турной обработки - быстром ( 2-103 °0/ч) в медленном (1,5 °С/ч, 0,375 °С/ч) охкаадеюи. Дая исследования' ';,

использовали И?, изготовленные по двух рецептурам и условно названные ЗК-1 и ЖК-П. Состав ЖК-1: гндрогениз иро ванного подсолнечного масла - (В5+75) %; лодсолнг того - (15*25) %, Состав ЖК-П: гидрогенизированного подсолнечного масла 70 %\ кокосового - С10+15) %% подсолнечного - <20*15) %.** Объектом исследования служили смеси Ш и Ш с различным соотношением компонентов от 1:9 до 9:1, интервал изменения массовой доли Щ и НК -10%.

На втором этапе работ проводили исследования по разработке состава и технологии продукта - аналога сливочного масла с частичной заменой ЫЖ к №. Выполнено три серии опытов.

В первой серии изучали влияние компонентного состава продукта (содержания жира и сухого обезжиренного молочного остатка -СОМО) на его кулинарные свойства. Объектом исследования служили опытные образцы масла с различной массовой долей жира (от 70 % до 80 56) и СОМО (от I % до 3 %).

Во второй серии изучали влияние различий в схеме внесения ВК на качество продукта и стабильность процесса его выработки» Объект исследования - опытные образцы масла, высокожирная эмульсия и пахта.

В третьей серии изучали влияние различных технологических параметров выработки продукта на его качество. Дня установления оптимальных режимов работы маслообразователя использовали серий-но-изготовляецую линию П8-0ЛУ, Объект исследования - опытные образцы масла.

На третьем этапе работы изучали сохранность качества аналога сливочного масла при различных режимах холодильного хранения. Объект исследования - опытные образцы масла, хранившиеся в монолитах массой 20 кг при минус (10,0+0,5) °С и брикетах кассой 200 г - при (5,0+0,5) °С и минус (5,0+0,5)

*Ж наготавливали на Московском мг гариновом завода по рецептурам, разработанным в творческом содружестве с д.т.н. Ы.М.Ддваче-

вым (Институт питания АНН СССР), д.т.н. А.А.Шмидтом, к.т.н. З.А.

ДудиноЯ и К.Г.СавиловоЙ (Московский филиал ВНИИ жиров), которым автор приносит глубокую благодарность.

** При иллюстрировании полученных данных разграничение Ж по составу на Ж-* и Ж-П проводили в тех случаях, ног,:л ее состав -оказывал достоверное влияние на полученные данные.

Иегова исследования. При выполнении экспериментальной части работы применяли стандартизованные и общепринятые методики определения физико-химических и биохимических показателей слквочасго масла и жира, а также дифференциально-термический анализ (ДТА), рентгеноструктурный анализ (РСА), микросгруктуркый анализ (МСА), объемцу» дил-токетрив (ОД), газожидкостнуга хроматографию,

Математическая обработка экспериментальных данных проводилась методом дисперсионного и регрессионного анализов на УВК СН-4.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучение особенностей сокристаллизации молочного .ига и композиции растительных жиров

Характер кристаллизации глицеридсв в смесях МЖ и Ж в сравнении с натуралышм МЖ, имел некоторые особенности» которые оказывали существенное влияние на физико-химические показатели исследуемых жировых смесей в целом и предопределяли структурно-механические показатели продукта, получаемого на основе комбинирования МЖ с ЖК. Специфика кристаллизации и наиболее существенные в технологии маслоделия физико-химические показатели смесей МЖ с ЖК, а именно температура плавления и степень отвердевания", изменялись в зависимости от варьирования соотношения ЧЖ и Ш. Существенное отклонение исследуемых показателей от контрольных (полученных при исследовании МЖ; делало нежелательным использование отдельных жировых смесей в маслоделии и тем самым предопределяло возмсжнэ соотношение ШХ и ЖК в разрабатываемом продукте. Ниже приведены особенности кинетики кристаллизации, показатели технологичности и структурных характеристик смесей МЖ с ЖК, а также анализ их пригодности в каслодех.ти.

Особенности кинетики отвердевания. При быстрой охлаждении °С/ч) процессы отвердевания глице-т

рндоз в смесях Щ и ЖК ускорялись с увеличением содержания в них растительных жиров. Характерная картина кристаллизации опытных ' смесей при исследовании методами ДТА и ОД приведена на рис. I. Полученные дифференциальные кривые отвердевания смесей указывает на наличие двух наиболее интенсивных периодов кристаллизации, во

* Для краткости в дальнейшем употребляется термин "показатели ввхиологкчиоетк* «Еировмх емэсай.

"Л

40

№

ы ■ _а

П \ а ч

Щ б I

§•40

о

|зо

си О)

«I

«30

сС

3зо

«а о

1зо

30

30

30 -

ад ------ г

>

№ 4

_ 5 * I

—:]

Ы^С! -17 """:

—?

Не • 1 10

Н- II

1-я

» о

5

с*

I

а> л

я;

3

да

I

щ . о

' Л)

н

ее о

£

о

¡1

Л г

з

—

* """ 5

6

1Д V

'Л- V 8

г- Ч ч— 9 ,

Г Ч | 10

Г Ч 1 II

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120 0

В-р в и я, НИН. Рис. X. Данные дилатометрии (I) и ДТА (II) смесей М в Ж

при охлаждении их до 4 °С со скоростыз — 2'103 °С/ч

1 - МЖ; Я - 90 %< ЫХ + 10 % Ж; 3 - 80 % ЫЖ + 20 % Ж;

4 - .70 % ШС + X % Ш;5 ~60%ДО+40£2К;б-50£МЖ + 50 % 2К;7 - 40 % ЫЙ + 50 % Ж;8 -301бИН + 70$1К; 9 - 20 % м;+: е0 % ЛК'Ю - 10 % МХ + 90 % Ж; II - эк

а - интегральная кривая отвердевания -й - дифференциал ьнал кривая отвергевания

время которкх выделялось латентное тепло и увеличивалось лолк-чество твердого жира.

В ШС наибольшее количество глицерндов отвердевало за первый период кристаллизации. При добавлении к нему Ж количество гли-церидов, отвердевающих за данный период ( ff„ ), укзньЕзало^ь в следующей зависимости; ,

для диапазона % ^»66,2 -QOOS ;

для диапазона . Мд=(5о+9о;х -^«i'Мв .

где Мр - массовая доля растительных кироэ (Ж). Абсолютная средняя ошибка приведенных уравнений составляет 1,5 % и 2,3 %, максимальная - 2,7 % и 3,8 % соответственно. Одновременна с уменьшением количестве глкцерцдов, отвердеващнх за первый период кристаллизации, возрастала интенсивность и уменьшалось время наступления второго периода кристаллизации* На. основании экспериментальных данных построены следующие математические модели зависимостей времени наступления второго периода кристаллизации ( Тй ) и количества отвердеваюо^гх за данный период глице-ридов С Кв) от содержания Ж в смесях:

Средняя окябха - 2,2 % и 2,4 %t максимальная -8,7 и 5,6 % соответственно. Специфика действие Ж на скорость и интенсивность второго периода хрисгаллкз&цил исследуадог ехесэй с5узвов**гй также ускорение установления в них квазистатического термодинамического равновесия, время наступления которого ( ) уменьшалось с добавлен зм ЖК в квадратичной зависимости: Тт - 96,3 - 40059 • Мр*

Средняя ошибка - 3.4 %t максимальная — 1,4 J6.

ДоС&эдешз Ш и Ш оказывало «дове ускоряющее действие ка процес ч полиморфной стабилизации закристаллизовавшихся глицэрк- ~ дов. По данным РСА (см. табл. I), Ж сраву после быстрого окнах— дення до 4 °С закристаллизовалась с образованием смеси с£-поля-, морфной модификации и белое стабильной t -iopwa, тогда sac в Ш наличие -формы обнаружено не было. Особенности полиморфизма Ш проявлялись также в ее смесях с Ш (как это показано па • пр мере смеси ШЕ с Ж в соотношении равном1:1) , но в меяев вы- * раженной степени.

Таблица I

Данные РСА МЖ, Ж и их смеси в соотношении 1:1

при охлаждении со скорость» 10^ °С/ч до 4 °С

и в процессе терноетатирования при данной температуре

Бремя терш-(Большие I статированиЯ)межплос-. образца пос- костные 1 ле схлажде- 1интерва-1 ния. мин 1лы, 1

Ы&лыэ межплоскостные интервалы« °А

1 Полиморфные I модификации

Молочный жир

0 42,0 4,4 и*

15 41,0 З.а ом; 4,2 и ¿-2;

120 41,0 3,8 и; 4,2 и

I сутки 41,0 3,8 и; 4,2 с р- г

Композиция растительных жиров

0 45,0;61,0 3,8 с; 4,2 ои

15 45,0 3,8 и; 4,2 и р-2; 'л-г

120 45,0 3,8 и; 4,2 и; 4,3 и р'-г; ¿-г р'-г\ в-г

I сутки 42,0 3,7 м; 3,Г и; 4,2 и; 4,3 и; 4,6 с

Смесь Ш с Ж в соотношении 1:1

0 42,0 4,4 и А. "2

15 41,0 3,8 с; 4,3 и

120 41,0 3,8 и; 4,2 и р ;

I сутки 40,0 3,7 ом; 3,8 ом; 4,2 и; 4,6 с

* Обозначение интенсивности линий:

ои - очень интенсивная; и - интенсивная; с - средняя; и - малая; он - очень малая

Пря.медленной охлаждении С£»& °С/ч; 0,375 °С/ч) отвердевание глицарид*. , э смесях Ш с Ж носило выраженный раздельно-групповой характер, который свойственен также молочному жиру. Однако с увеличением содержания Ж в смеси уменьшались эффекты отвердевания высокоплавхой и среднеплавкой групп глицеридоа, которые наиболее выражены при отвердевании М, к сглаживалась выраженность кристаллизации форшрушднхся групп глицеридоа. С.^тветстзедао добавлении лК и ОД уиенг-'талась также

температура максимума отвердевания высокошгавкой группы глицери-доэ - от (27+25) °С в ИХ до (£3*21) °С в Ш, '

Данные о кинетике кристаллизации исследуемых смесей указывает, что отвердевание глицеридов МЖ и Ж взаимосвязано, в виду чего изменение соотношения компонентов смесей оказывает существенное влияние на процессы их кристаллизации. С'технологических позиций ускоряющее действие добавления Ж к Мй на процессы кристаллизации глицеридов рассматривается как фактор, способный оказывать положительное влияние на консистенцию продукта: создается условия для получения масла с мелкозернистой структурой, способетпущей улучшении его пластичности. В то же время, характер дифференциальной кривой отвердевания исследуемых смесей (см. рис. X) указывает, что с увеличением содержания Ж в смеси наряду с возрастанием интенсивности второго периода кристаллизации уменьшалась интенсивность ее первого периода, наступающего через 10 мин после охлаждения. Данная особенность кристаллизации смесей МЖ с Ж в процессе получения масла может способствовать уменьшению количества жира, отвердевающего непосредственно в маслообразоватеде (то есть в условиях интенсивной механической обработки) и образованию порока крошшвой консистенции, для исправления которого необходимо снижать производительность аппарата.

Показатели технологичности. Температура плавления опытных: смесей (определялась капилярным методом) понижалась с увеличением содержания в них Ж (см. рис. 2), 'Значение данного показателя помимо, как от соотношения составляющих компонент, записал о такте от варианта используемой композиции растительных жиров (Ж-1 или Ж-П). Более существенно температура плавления исследуемых смесей понижалась при использовании Ж-П, которая содержит кокосовое масло. Методом построения диаграмм изотвердого состояния и с помощью ДТА выявлено, что имеющее место аномальное снижение температур плавления смесей МЖ с Ж-П (особенно при содержании Ж-П равном 40 %) межет происходить в виду возможного образования сокристадлиэующимися глицерндаим эвтектик.

В результате определения температур плавления смесей КЯ с Ж-1 и Ж-П с варьированием соотношения составляющих их компонентов установлено, что снижение температуры плавления исследуемых жиро-еых смесей не выходило за пределы вариаций данного показателя, свойственных ОД в осенне-зимний и весенне-летний периоды года. Следовательно, технологичность данных смесей пег показателю ли

температуря плавления является удовлетворительной.

> О4" , < v к

1 6 1 ^ Т

1 < 1 РЧ < о

■

_J ___

66

| t

,8

35

so т

20 43 т 80 ш- Q 20 АО 60 Массобая доля ЖК о смеси с мжг %

Рис,2 Зад и с и нас/776 фнзисо-уилшиесказ: показателей смесей Ш с Ш от соо/пнашетя с£еш&ятщш*т/г№№2&

а-после охлаждения со CJcopOcmbfO*2-t83oC/<(; ¿*4аС; 8-паеле охлаждения л?,

i - смеси МШ с m-f; 2-смеси МШсШК-2

исследуем.

Степень отвердевания (Т) смесей Milt и лК уиеньаалась с увеличением содержания в них Ж (см, рис. 2), что объясняется понижением при этом содержания глицвридоэ, аудированных насиненными жирными кислотами: массовая доля насыщенных жирных кислот с числом атомов углерода более двенадцати, то есть которые образует структурообразующие глицзриды, в Ж-I и JKK-H соответственно составляла (17,4+8,6) % и (21,0^6,4) что в 3,1+2,5 раза меньше, чем в МН. В подтверждение взаимосвязи между степенью отвердевания и глицеридным составом исследуемых смесей на рис. 2 приведзна также зависимость их числа рефракции (косвенного показателя некасыщенности жира) от компонентного состава, которая показывает, что соответственно пониженно степени отвердевания смесей ММ с Ж повышалась ненасыщенность ацилов жирных кис-лот'в глкцерида*. .

; Степень отвердевания жировых смесей зависела также о» режима кс охлаждения: При медленном (0,375 °С/ч) охлаждении до 4 °С

массовая доля твердого жира составляла на (11,0+4,5) % меньше, чем при быстром (-2.103 С/ч). С учетом зависимости степени отвердевания жира от скорости охлаждения и исходя из того, что по данным ряда авторов хорошая консистенция сливочного масла достигается при массовой доле твердого жира в кем -30 определено максимальное и минимальное количество глицеридоэ, способных отвердевать в исследуемых смесях (диапазон степени отвердевания жира, которой можно достичь применяя различные режимы температурной обработки), и построена диаграмма изотвердого состояния (Та 30 %) - рис, 3.

Рис.3 Диаграмма изотбердаго состояний (Т'30%) смесей с после охядз/сЯенш с разлаомай скорость,-о

/- охлаждение се сл&ростм 2 -охлаждение со сксрос/пъх>~2'№>е/ч * Диапазоны содерз/санир Ш/сб исследуемых смесях разлишкуи/игся ла /пехмотгичнсети

tía основании анализа приведенной диаграммы в температурном интервале (10+12) °С (температура органолептической оценки сливочного масла) выделено три диапазона содержания Ж и определено возможное влияние различного содержания аиров растительного происхождения в разрабатываемом продукте на его структурно-механические показатели:

I - массовая доля Ж - не более 25 Добавление не должно сказывать отрицательного влияния на консистенцию продукта;

П - массовая доля ЖК - (25+65) %. Следует ожидать снижения прочностных характеристик и размягчения консистенции продукта, однако при правильном выборе технологических режимов его выработки указанные пороки можно исправить;

Щ - массовая доля ЯК - более 65 %. При увеличении ЖК вше указанного предела ни при каких условиях выработки невозможно получить продукт с требуемыми структурно-механическими показателями.

Полученные данные о показателях технологичности смесей МЕ с ЯК не являлись окончательным руководством при подборе ясмлонент-

0 28 43 ВО 8Ü № ; зссовая Воля ШК 8 смеси С AW, "/о

ного состава продукта. Дополнительно были учтены также более "тонкие" структурные характеристик» исследуемых жировых смесей.

Структурные характеристики. Кристаллоагрегаты, образовавшиеся в отличались or ИЖ формой, размерами, & также температурами плавления и количественным соотношение« составляющий их групп кристаллов. Наибольшие различия в структуре кристаллов проявлялись при медленном режиме охлаждения (0,375 °С/ч). В МЖ обраэоеа-лигь сферические кристаллоагрегаты (сферолиты), сердцевина которых состояла из мелких светящихся в ппяриэ о ванном свете кристаллов различной величины» г периферия (шуба) была отделена от центра менее оптически плотным слоем и состояла из более крупных ярко светящихся кристаллов. Наибольшее количество сферолитов в ME имели размеры — 120 икм, но наблюдались также более мелкие кристаллиты размером ~20 мкм и сравнительно крупные - около 430 ккм. Сферолиты, образовавшиеся в ЯК-П, по структуре и размерам Сын сходны с кристаллоагрегатами в Мй, однако состояли из кристаллов более однородных по оптической плотности, а также имели менее выраженную "шубу". Более явно отличалась от МЖ закристаллизовавшаяся ЖК-1, в которой образовались крупные игольчатые сферолиты диаметром (£40+480) мкм, а в отдельных случаях - до 580 мкм (по строению очень сходные с кристаллическим триациллау-рином). Глкцервды М£ и ЕК из расплава их смесей кристаллизовались совместно с образованием сферолитоэ, не имеющих характерных различий с кристаллоагрегатами ¡¿К, при этом индивидуальных особенностей строения кристаллитов, образ>дацихся в ЛК-I и Ejv-П, не било обнаружено ни в оД1:-:й из исследуемых смесей. Размер образовавшихся сферолитсз зависел от соотношения компонентов смесей. О повуагением! содержания йХ сужался диапазон распределения размеров кристаллоагрегато! и увеличивалось их число со средними размерам - (70+120) мл..,что объясняется уменьшением количества структурообразующих глицеридоь.

По данным MGA при нагрев"чии препаратов закристаллизовавшиеся смесей Ш к ЕК кристаллы, составляйте сферолиты, плавились группами, причем температурный диапазон плавления одних групп часто накладывался на диапазон плавления других. Охарактеризовать каждую группу глицеридов по физико-химическим показателям является сложной ^адачей. Однако, используя для этой цели методы ДТА, ОД, и PSA, представляется возможным обобщить основные группы по температурам плавления и полиморфизму» но подразумевая при этом, что

такая группа глицеридов закристаллизовалась в виде смеси неиден-тичнюс, но близких по физико-химическим показателям кристаллов. Исходя из принятых положений, основанных на литературных данных, ниже приведена характеристика МЖ^ ЖК и их смесей.

В МЖ при быстром охлаждении <-2*1Сг °С/ч) основная масса струяггурообразу»и(:сс глицеридов кристаллизовалась с образованием среднеплавкой группы глицеридов с диапазоном плавления (13*£3) °С, массовая доля высокоплавких ::ак и среднеплавких глицеридов при этом составляла—13 По количественно^ соотношению отэердеваих групп глицеридов ЖК-1 и Ж-П были более однородны. Массовая доля высокоплавких, ср^днеплавки-*" и легкоплавких глицеридов в них соответственно составляла %, 14 %, 10 % и 12 %, 17 8 %, С замедлением скорости охлаждения наряду с уменьшением общего количества отвердевшего жира изменилось и соотношение образовавшихся групп глицеридов. В Ж перераспределение группового состава кристаялоагрегатов происходило» в основном, за счет уменьшения количества легкоплавких и среднеплавких групп глицеридов, а в Ж наиболее существенно снизилась массовая доля высокоплавкой группы. При медленных режимах охлаждения (1,5 °С/ч и 0,375 °С/ч) отличительной особенность» кристаллизации Ж являлось также образование часть» высокоплавких глицеридов не свойственной для Мй ^-полиморфной модификации с температурой плавления (42+45) °С-

Специфшса кристаллизации ЖК оказывала влияние на качественные показатели и количественное соотношение групп кристаллов, образующихся в исследуемых смесях. С увеличением содержания КК данное влияние, усиливалось, но не в аддитивной зависимости, а таким образец, что характер кристаллизации исследуемых смесей в болызей степени определялся одним из (. вставляющих компонентор. В смесях с массовой долей ШК не более 40 % качественные показатели и количественное соотношение образовавшихся групп кристаллов определялись .-лицеридамп и при дальнейшем увеличения содергшния ЙК доминирующее дзйстрие начинали окаэы чть глицериды чемолочных жиров.

Анализ структурных характеристик закристаллизовавшихся смесей с технологических позиций показал, что использование Ж в маслоделии возможно а определеннее пределах, т.«,, влияя на характер жировой фазы продукта, добавление ЯК может обусловить некоторое особенности его структурно-механических показателей. В ятом плане необходимо выделять влияние КК на температуры плавления и

количественное соотношение основнюс групп глицеридов, Нежелательное влияние ЖК при этом заключается в ток, что температура плавления и содержание среднеплавхой группы глицеридов с повышением ее количества уменьшается, а доля легкоплавкой группы увеличивается. При замедлении скорости охлаждения ЖК относительное количество высокоплавкой группы глицеридов не увеличивается, как это имеет место в ИЖ, а наоборот понижается. Это может привести к образованно порока мягкой консистенции в продукте и не позволит направленно регулировать его струх^фно-механические показатели путем принятых в каслод'лии технологических приемов. К числу негативных следствий добавления ЗЕК также относится способность части ее высокоплавких глицеридов образовывать стабильную & - полиморфную модификацию, как одной из причин образования мучнистой консистенции продукта.

Учитывая характер кристаллизации исследуемых жировых смесей и степень глраженностк при этом особенности кристаллизации ИИ, было установлено» что при выработке аналога сл:-:ьочпого масла частичная эаиена молочного жира целесообразна не более, чем на 40 %.

Разработка и внедрение технологии сдирочного

уз.еда с регулируемым жкрнокислотньвд составсу.

Подбои компонентного состава продукта. Ки основании экспериментальных данных об особенностях совместной кристаллизации МЖ и хК, а также с учетом химического состава исследуемых жи-овьк сыесей установлено, что требуемые физико-химические показатели и жирнокислотный состав разрабатываемого продукта возможно получить при следующем составе его жировой фазы: 60 % МК и 40 % Ж {соотношение МЖ с ЖК равно 3:2). Жирнокислотный состав смесей Щ с Ж (обоих исследуемы"- вариантов) с соотношением компонентов равным 3:2 в сравнении ъ МЖ и гипотетически идеальна жиром приведен в табл. 2.

Обще* содержание жира и оОШ в продукте установ"ено на основании исследований его пригодности для жарения. Проведенные с этой целью испытания опытных образцов продукта, с различным содержанием жира и СОНО показали,-что вспенивание и пригорание продукте увеличиваются с повышением содержания ингредиентов молочной плазмы. Удовлетворительные результаты были получены при использовании для жарения продукта с массово? долей жира

80,0 С0И0 - 1,5 %.

Таблица 2

Показатели жирнокислотного состава смеси с 2К с соотношением компонентов 3:2 в сравнении с их и гипотетически идеальным жиром

г

\ _ ___ ________

X Массовая доля жирных кислот » % _________

^Ф* ! Ненасыщенных_Ш^^ыце.н-1С короткой

ІОбщее I ОлеиновойІЛиноле-!

ПОЛИ" . I оУИ |

? і І

иж 32,0+2,4 26,8+0,3 2,0+0,3 67,9+2,4 14,6+2,0

Смесь ЫЖ с Ж-І 60,1+1,9 36,5+2*3 11,5+2,9 50,2+1,5 9,4*2,4

Смесь ИЖ с Ж-П 43,7+3,5 34,1+1,3 7,7+1,6 56,1+3,5 13,8+2,5

Гипотетически 38*47 28*32 7+І2 62+53 10+12 идеальный жир

С учетом результатов исследований установлен следующий состав продукта: жира - 80,0 %, в том числе 32,0 % растительных; вл*-ги - 18,5 %і СШО - 1,5 55. Предусмотрена разновидность соленого продукта (массовая доля соли - 0,8 %).

Метод внесения ЖК. Проработано три схемы внесения Ж, предусматриваете: внесение ЖК в высокожирные сливки; получение молочно-жирово Й эмульсии и внесение ге в сливки перед пастеризацией либо на стадии получения высокожирных сливок. При выработке продукта Ж рационально вкосить в виде высояожирной молочно-ж:іровой эмульсии, полученной сепарированием смеси жипа с пахтой <-35 % жира) после предварительной обработки в коллоидной мельнице или по схеме насос - ванна при температуре (50+2) °С. Разработанная схема производства сливочного масла с частичной заменой молочного жир« на Ж приведена на рис. 4.

Режимы работы маслообразователя. Изучено влияние различных режимов работы маслсобразователя на ; труктурно-механические показатели продукта (варьировали производительность маслообразо-вателя и теиіературу продукта на выходе из аппарата). Консистенция и физико-химические показатели продукта зависели от режимов работы маслообразоватзля следующим образом: с увеличением значения указанных параметров увеличивались прочностные характеристики масла» одаако при этом ухудшалась его пластичность. Рекомендуемые режимы -работы маслообразователя приведены в табл 3.

-і

Рис. 4 Схема технологического процесса производства сливочного масла с частичной заменой молочного жира растительным

І-Цілітробежнкй насосі 2-пдастинчатый подогреватель; 3-се пара^ор-с ли в ко о тделите л ь; 4-охладитель, 5-резервуар; 6-танк универсальный} 7-колловдная мельница; 8-балан-сировочный бачок; 9-трубчатый пастеризатор; 10-деэодоратос; И-накопительныЙ бак; 12-сепаратор для в/ж сливок; 13-нормализационная в-'чна; И-ротацнонннП насос; 15-маслообраэоаатель; 1С-стол с весами.

а - молоко, б - сливки, в - растительный жир, г - эмульсия растительного жира, д - в/ж сливки, е - в/ж эмульсия, к - пахта, к - обезжиренное молоко, л - каротин, м - ароматизатор, н - в/к смесь, о - масло.

Таблмпа З

Рекомендуемые режимы работы маслообразователя

Тип маслообразователя

• смеси !на входе!

Д8

ТІ-0М-2Т

4о0+оСО 60+2 12+14

12+14 от минус 3 до минус 6

12*14 от 3 до о 2.у

РЗ-ОУА-ІООО 90и+Э6и 5С+2

Стойкость з хранении. В „ ззультате исследований по изучению стойкости пр-тукта в хранении установлено, что он хорошо сохраняет свое качество в условиях холодильного хранения. Для обеспечения гарантированной сохранности качества продукта установлены следузоїцие сроки его хранения: в монолитах массой 20 кг при кмнус (13,0+0,0) °С - не более о месяцев; в брикетах массой 200 г, за-зернутых в кащированну» фольгу, при минус (О.и+и.о; °С - не более 20 суток.

^"■прение технологии. Ьа основании проведенных исследований разработана нормативно-техническая документация на масло сливочное славянское (ТУ-49 Производственная проверка технологии славянского масла, осуществленная на Угличском производственно-экспериментальном ыаслодельно-сыродельном заводе гЛО "Углич" и Белгородском молочном комбинате, с использованием масло-образователей ТІ-0М-2Т и РЗ-ОУА, показала приемлемость ее в условиях промышленности. 8 течение 1963-64 г. г /работало более 300 т славянского масла и получен экономический эффект около 40 тыс. руб. (133 руб. на і т). По утвержденному аіин*-.сомодпро-мом Решению на внедрение славянского масла планируется выработка славянского масла в объеме 50 тыс. т на пятый год внедрения.

I. Изучены особенности сокристаллизации глицеридов а сиесях молочного жира 1М) и направленно подобранной по жирно кислотному составу композиции растительных жиров (¿¡К). Установлено, что глицерины ИиЩ способны из расплава со кристаллизоваться совместно, в виду чего изменение соотношения компонентов, составляющих жировые смеси, оказывают значительное влияние на лачестве^-^е

'ВЫВОДЫ

показатели, количественное соотношение и полиморфизм всех образушзосся груші глицеридов.

2. Выведены эмпирические уравнения, выражающие связь между показателями, характ оиэуыциыи кинетику кристаллизации глицери-дов и содержанием ЕК в жировой смеси. Полученные математические зависимости показывают ускоряющее действие добавления М х НІ на скорость процессов кристаллизации глицеридов.

3. Выявлено, что характер кристаллизации глицеридов в смесях МЖ с НК определяется одним из компонентні. В жировых смесях с массовой долей ЖК не более 4С % качественные показатели и количественное соотношение групп глицеридов являются характерными для ЬСК. При дальнейшем увеличении содержания Ж в смеси доминирующее влияние на характер кристаллизации глицеридов начинает оказывать Ж.

4. Исследованы физико-химические показатели смесей МЇЇ и КК, характер/зу1-цие их технологичность при использовании в маслоделии. Выведена эмпирическая зависимость температуры плавления и степени отвердевания жировых смесей от содержания в них немо-лзчіас: дирос. Показано, что' температура плавления жировых смесей з&зиси? от особенностей поли^орфіЗііх л типа взаимосвязи закристаллизовавшихся глицеридов, которые способны образовывать как твердые растворы, так и эвтектики.

5. Научно обосновано, что использование растительных жироз пр* выработке сливочного масла позволяет повысить его биологическую полноценность. Рекомендован состав композиции растительных жиров (два варианта: .-{-I и Ж-П), предназначенной для использования при выработке аналога сливочного масла с направленно регулируемым жирнокислстным составом (Ж-І: подсолнечное масло -•\Jtw25) гидрогенизир„ванное. подсолнечное масло - (85+75) %; ЙС-П: подсолнечное масло (20+х5) %, когосоэое масло - (ХС+Х5)% гндрогенизировакное подсолнечное масло - 70 %),

6. Разработан компонентныГ состав сливочного масла, обеспечивающий сбалансированность яирногсйслотшго состава и еоэнсютссть универсального его использования (в натуральном виде и для кулинарных целей): жира - 60,0 %, в том числе 32,0 % растительного (ЕС), сухого обезжиренного молочного остатка - 1,5 %, влаги 18,5%.

Разотана и испытана в производственных условиях технология новой разновидности сливочного масла с частичной заменой молочного жир« растительным, предусматривавшая получение молочно-

жировой эмульсии с массовой долей растительного жира 135+5) % и изучено влияние различных технологических параметров выработки продукта на его структурно-механические показатели (положительное решение по заявке на изобретение tf 3418632/13).

8. Изучено изменение качества сливочного масла с частичной заменой молочного жира растительным при различных режимах холодильного хранения. Установлены сроки хранения продукта, гарантирующие сохранение его качества: в монолитах массой 20,0 кг при кицус (18,0+0,5) °С - не более 5 месяцев; в брикетах массой

200 г, завернутых в каптированную фольгу, при минус (5,0+0,5) °С -не более 20 суток.

9. Разработана и утверждена нормативно-техническая документация на масло сливочное славянское (ТУ 49 909-84), которое в течение 1983-1984 гг. постоянно вырабатывается на Угличском производственно-экспериментальном маслодельно-сыродельном заводе. Экономия молока на выработку I т продукта в сравнении с крестьянским маслом составляет 7,11 т. Экономический эффект от выработки I т продукта - 133 руб.

Пі. материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Бышемирский Ф.А., Твердохлеб A.B., Шмидт A.A., Левачев U.M. Состав и потребительская ценность сливочного масла кулинарного.

- В кн.: Повышение эффективности производства и качества молочных продуктов: Тез. докл. УІ научно-технической конф., Каунас, 1982, с. 48-49. .

2. Бышемирский Ф.А., Твердохлеб A.B. Выработка нового вида сливочного масла по ресурсосберегающей технологии. - В кн.: Эффективность безотходной тех: .їлогии в молочной пром"Иленностк: Тезисы докл. Всесоюзн. конф. в Стасрополе, М., 1983, с.16-18.

3. ,*етемирский Ф.А., Вергеласэв В.М., Твердохлеб A.B., Кузьмина Д.Л. Исследование некоторых физико-химических свойств смесей молочного и растительных жиров. - М. 1984,- 96 с. - Рукопись представлена ВНИИмаслодельной и сыродельной промышленности в ВИНИТИ г сен». 1983, * 25Z мм - ДЭЗ.

4. Левачев H.H., Бышемирский Ф.А., Твердохлеб A.B. Сливочное масло с частичной заменой молочного жира растительным; - Иголочная промышленность, 1984r V I, с.13-15.

О*1

5. Твердохлеб A.B., Волинова Л.А., Смирнова В.З. Исследование качества и стойкости кулинарного сливочного масла. - В кн.: Повидение эффективности производства сливочного масла: Сб. науч. тр. ШИКУCa, Углич, 7Г©4, с.72-82.

6. Бышемирский S.A., Шилер Г.Г., Твердохлеб A.B., Шмидт A.A., ¿езэчее- М.М., Савилова К.Г., Дудина З.А. Способ получения масло-подс^ного продукта. - Заявка * 3418532/13, положительное решение от 09.12.83 (к открытой публикации запрещено).

Подписано її печать 2».ХІ «4 Формат (іОх90 '/їй Оґпл-и |,о п. л, Тираж 101 шх Заказ № І2НЗ

Типография НПО «Углич». Углич Я роїм анексії ойл., Красноармейекніі Г»,, 19