автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Стабилизация термолабильных белков молочной сыворотки и разработка технологии фруктово-сывороточных напитков

ВВЕДЕНИЕ. 4

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. 8

1.1. Состав, свойства, биологическая и питательная ценность молочной сыворотки . 8

1.2. Сывороточные белки.21

1.2.1. Номенклатура и некоторые характеристики сывороточных белков.22

1.2.2. Схема выделения сывороточных белков.25

1.2.3. Тепловая денатурация сывороточных белков . . . 29

1.2.4. Влияние лактозы на термическую денатурацию 30-32 сывороточных белков

1.2.5. Влияние рН на поведение сывороточных белков при нагревании .32

1.2.6. Влияние ионов кальция на термическое поведение сывороточных белков .34

1.2.7. Термостабильность молока и молочных продуктов . 36-39 1.3. Заключение и задачи исследования .39

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 42-46 2.1. Материалы и методы исследования.42

2.1.1. Материалы.42

2.1.2. Методы исследования.43

3. РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР ФРЖГОВО-СЫВОРОТОЧНЫХ НАПИТКОВ . 47

4. ИЗМЕНЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СВОЙСТВ СЫВОРОТОЧНЫХ БЕЛКОВ ПРИ ТЕПЛОВОЙ ДЕНАТУРАЦИИ.51

5. ВЛИЯНИЕ СОЛЕЙ СТАБИЛИЗАТОРОВ НА ДИСПЕРСНЫЕ СВОЙСТВА ДЕНАТУРИРОВАННЫХ СЫВОРОТОЧНЫХ БЕЛКОВ ПРИ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКЕ.57

6. ИССЛЕДОВАНИЕ ЩЦРОКОЛЛОИДОВ ПЕКТИНА й КАРБОШОДЕТИЛ-ЦЕЛЛЮЛОЗЫ В КАЧЕСТВЕ СТАБИЛИЗАТОРОВ СЫВОРОТОЧНЫХ

БЕЛКОВ.63

7. РАЗРАБОТКА. ТЕХНОЛОГИИ ПАСТЕРИЗОВАННЫХ И СТЕРИЛИЗОВАННЫХ ШРУКТОВО-СЫВОРОТОЧНЫХ НАПИТКОВ.71

8. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ И СУХИХ ФРЖГОВО-СЫВОРОТОЧНЫХ НАПИТКОВ.83

9. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПАСТЕРИЗОВАННЫХ ШРЖГОВО-СЫВОРОТОЧНЫХ НАПИТКОВ НА КУБЕ.

ВЫВОДЫ.91

В дореволюционном периоде молочная промышленность Кубы состоялась только из некоторых маленьких заводов пастеризованного молока и приемных охлаждающих пунктов и нескольких предприятий по производству молочных консервов, сыров и сливочного масла, преимущественно малых мощностей, с ограниченным ассортиментом молочных продуктов.

Недостаточный объем производства молока и молочных продуктов объяснялся чрезвычайно низким техническим уровнем развития животноводства, неспособным удовлетворить потребность населения.

Только после победы революции появляются значительные ресурсы для создания поголовья крупного рогатого скота молочного направления на основе научных методов селекции, скрещивания и искусственного обсеменения местных и импортных пород, которые позволили увеличить количество дойных коров и продуктивность животных, а следовательно и объем валового производства молока. В результате этих усилий за последние 15 лет объемапроизводства молока возрасли более чем в 3 раза /16/. Производство молока к 1984 году составит 930 тыс. т, а к 1985 г. его объем намечено довести до I млн. т.

Вследствие постоянного прироста производства молока возникла необходимость параллельного развития молочной промышленности. В производство были введены десятки новых заводов и производственных линий, модернизированы старые предприятия, расширился ассортимент выпускаемых продуктов и повысилось их качество.

Одной из отраслей кубинской молочной промышленности, получившей значительное развитие является сыроделие. В настоящее время в стране 12 сырзаводов, распределенных по всей территории, производящие большой ассортимент сливочных, мягких, полутвердых, твердых, плесневых и плавленых сыров.

Общий объем производства сыров в 1984 году составит 10 тыс.т, в том числе 7 тыс. т сычужных сыров. Количество получаемой при этом сыворотки составит около 75 тыс. т в год, из них 52 тыс. т сычужной и 23 тыс. т кислой. Следует отметить, что практически вся кислая сыворотка не находит применения, сычужная сыворотка используется только частично, в основном, для производства лактозы и сухого белкового концентрата. Небольшое количество ее направляют на получение сывороточного творога для местного населения. Уровень неиспользуемой или направляемой на корм скоту сычужной сыворотки превышает 30 тыс. т в год, что составляет более 57 % ее объема.

В "Основных направлениях экономического и социального развития на период 1981-1985 годов", одобренных Вторым Съездом КПК, предусмотрено "Развивать и стимулировать побочные производства, в частности, товары широкого потребления, в основном, на базе отходов и субпродуктов. Повысить использование промышленного вторичного сырья" /90/.

Применительно к молочной промышленности одним из путей рациональной утилизации основного сырья, повышения экономической эффективности производства и расширения ассортимента является полное использование ценных компонентов молочной сыворотки для выработки пищевых продуктов.

В современной промышленной переработке молочной сыворотки имеются два направления:

- Извлечение отдельных составных частей (молочного сахара, белка, жира). Товарным продуктом этой технологии является молочный сахар, производство которого освоено на Кубе.

- Комплексное использование всех составных ее частей в производстве сывороточных продуктов (жидкой, сгущенной и сухой), которые затем реализуются в качестве добавок в производстве других пищевых и кормовых продуктов (хлебопечение, ЗЩ и др.).

В качестве третьего, нового направления предложено использование натуральной цельной сыворотки не как самостоятельного и единственного вида сырья, а как важного ценного молочного ингредиента совместно с другим сырьем, главным образом растительным /26/. На этой основе предлагается на Кубе вырабатывать фруктово-сывороточные напитки с привлечением продуктов переработки цитрусового и сахарного производства страны.

Сахарная промышленность занимает ведущую роль в народном хозяйстве Кубы и обеспечение продуктами ее переработки, такими как нерафинированный сахар и сиропы на его основе, весьма надежное. С другой стороны, производство и промышленная переработка цитрусовых развивается большими темпами в рамках сотрудничества со странами СЭВ. Создаются современные комбинаты для комплексного использования целых плодов. Только на период 1980-1985 г. намечается увеличить объем экспорта цитрусовых более чем в 13 раз. Ассортимент производства включает концентрированные соки, эфирные масла и "цитрусовые основы", представляющие собой концентраты целых плодов, которые могут быть использованы в качестве вкусовых добавок для выработки сыворо-точно-цитрусовых напитков. Наряду с цитрусовым сырьем, в стране производятся концентрированный ананасный сок, вырабатываемый из корок, томатная паста и целый ряд других фруктовых добавок, позволяющих обеспечить широкий ассортимент натуральных высококачественных и ценных пищевых продуктов в виде напитков.

Организация производства этого нового вида молочных продуктов представляет большой интерес, превде всего для Кубы, в связи с внедрением безотходной технологии и большим спросом, которым пользуются прохладительные напитки у населения при существующих климатических условиях.

С технологической точки зрения производство фруктово-сыво-роточных напитков просто и осуществимо на обычном оборудовании цельномолочной промышленности, имеющемся в цехах при сыродельных заводах или гормолзаводах, расположенных на небольшом расстоянии и не требует больших транспортных затрат.

I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

вывода

1. Обоснован и осуществлен способ обогащения сыворотки, содержащей почти половину сухих веществ молока, питательными и вкусовыми компонентами растительного происхождения, с целью производства комбинированных, готовых к употреблению высококачественных продуктов. В условиях Кубы это достигается производством фруктово-сывороточных напитков, на основе безотходной технологии подсырной сыворотки и продуктов переработки цитрусовых и сахарного тростника.

2. Научно-теоретической базой разработанной технологии фруктово-сывороточных напитков является обобщение литературных данных и результаты собственных исследований процесса денатурации и стабилизации коллоидной дисперсности денатурированных белков сыворотки.

3. Исследован процесс коагуляции сывороточных белков при тепловой обработке подсырной сыворотки в интервале температур 75-100 °С в присутствии, отдельных ингредиентов апельсиново-сы-вороточного напитка. Установлено, что добавление сахара повышает стабильность белков; концентрированный сок и лимонная кислота способствует выпадению в осадок денатурированных белков.

4. Исследовано влияние гидроколлоидов как стабилизаторов в технологии фруктово-сывороточных напитков. Установлено, что введение в рецептуру 0,08-0,1 % пектина и 0,15-0,20 % карбокси-метилцеллюлозы препятствует выпадению в осадок денатурированных белков сыворотки.

5. Установлено, что нативные белки подсырной сыворотки в присутствии определенных доз сахарозы, концентрированного апельсинового сока, лимонной кислоты и апельсиновой эмульсии не коагулируют при кратковременной пастеризации готового напитка при режиме тепловой обработки (74+2) °С с выдержкой 16 с.

6. Разработана технология пастеризованного и стерилизованного фруктово-сывороточных напитков, с использованием существующего оборудования цельномолочных предприятий. Установлен химический состав, микробиологические показатели, органолептические свойства и хранимоспособность напитков.

7. Разработана технология концентрированных и сухих фрукто-во-сывороточных напитков, рецептура, техническая документация на их производство и способ употребления.

8. Установлены техноэкономические показатели производства жидких фруктово-сывороточных напитков. Показана экономическая целесообразность их производства на Кубе. Высказаны соображения о производстве фруктово-сывороточных напитков в Советском Союзе.

1. Алексеева Н.Ю. Современная номенклатура белков молока.-Молочная, промышленность , 1983, № 4, с.27-31.

2. А.с, 459207 (СССР) Способ получения белковых концентратов/ Шелонкова И.Я., Влодавец И.Н.

3. Белоусов А.П. Состав белково-фосфатно-кальциевого комплекса сычужного сгустка и его изменение под действием молочной кислоты.- В кн: Доклады Всесоюзной конференции по молочному делу. М., Сельхозиздат, 1958, с.322-329.

4. Белоусова Н. Лактулоза в молочных продуктах,- Молочнаяпромьшленность, 1962, № 8, с.45-46,

5. Бериан Л. Растворимость лактозы в чистой воде и в присутствии сахарозы. Труды В Ш . Вып.ХП, 1953.

6. Бериан Л. Углеводы молока.- Труды ВМИ. Вьш.48, с.25-47.

7. Богданов В.М., Королева Н.С, Банникова Л.А, Микробиологический контроль на предприятиях молочной промышленности.М.: Пищевая промышленность, 1967.-230 с.

8. Врио Н.П., Кононоткина Н.П., Титов Н.И. Технологическийконтроль молочной промышленности.М.: Пищевая промышленность, 1962. - 120 с.

9. Вайнштейн Х.И. Молочная сыворотка, ее свойства и лечебное применение.-Челябинск:Южно-Уральское книжное издательство, 1973.-132 с.

10. Вижинтайте Г.Д., Дьяченко П.Ф. Углеводы молока и молочных продуктов и методы их определения.М., ЦНИИТЭИ,1968.-: 40 с.

11. Влодавец И.Н., Шелонкова И.Я. Физико-химическая механикабелковых дисперсных структур.-Тезисы докладов научного симпозиума "Проблемы физико-химической механики и ее роль в усовершенствовании производства пищевых продуктов". Москва, 1972, сб.

12. Войнер А.И. Микроэлементы в живой природе. М., Высшаяшкола, 1962.-92 с. М.Гарковенко Н.И. Современные методы кристаллизации лактозы в сгущенных молочных продуктах с сахаром. М., ЦИНТШищепром, 1964. - 21 с.

13. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. М.,Легкая и пищевая промьшгленность, 1984, З44.с.

14. Гурьянов А.И., Головков В.П. Развитие молочной промьшленности республики Куба,- Молочная промышленность, 1983, №11.

15. Давьщов Р.Б. Молоко и молочное дело. М.: Ко л о с, 1973.-256 с.

16. Давьщов Р.Б. Состав и технологические свойства молока взависимости от природы животных.-В кн.:Доклады Всесоюзной конференции по молочному делу.М., 1958.

17. Давыдов Р.Б., Давыдова Е.Р. О некоторых ферментах молокаи их роли в молочной проглышленности. - Молочная промышленность, ^ 1968, № 7, с.19.

18. Даишев М.И., Зеликман И.Ф., Даишева Л.М. К шеории растворимости сахарозы в присутствии несахаров.-Известия ВУЗов. Пищевая технология. № 3, 1968.

19. Диланян З.Х., Сыроделие.-М.:Колос, 1967.- 243 с,

20. Довгич Н. Антибиотик из молочной сыворотки.- Советскаяторговля, 1962, № 8, с. 79-86.

21. Дьяченко П.Ш. Исследование белков молока.- В кн.:ТрудыВНИМИ, вып.19, 1958, с.3-84.

22. Дьяченко П.$. Теория фосфоамидазного действия сьщужногофермента.- В кн. :ХУ Международный конгресс по молочному делу. М., Пищепромиздат, I96I, с.71-75.

23. Дьяченко П.Ф., }{{данова Е.А. Новое в химии белков молокаи методах их определения.М., ЩНТШищепром, 1962.-78 с.

24. Дьяченко П.Ф., Суарес-Солис В. Технология пастеризованных и стерилизованных фруктово-сывороточных напитков.-Молочная промыпшенность, 1984, № 7, с.27-29.

25. Дьяченко П.Ф., Шидловская В.П., Новое в биохимии молока.М.:ЩНТШищепром, 1965, с. 15-28.

26. Панова Е.А., Влодавец И.Н. Исследование денатурациибета-лактоглобулина методом светорассеяния. В кн.:Доклады Всесоюзной конференции по молочному делу. Москва, 1958, с.448-455.

27. Дпанова Е.А., Сергеева В.Ш. Денатурация сывороточных белков при нагревании молока до ультравысоких температур.- Молочная промышленность, 1968, № 8, с.14-16.

28. Журавская Н.А. Концентрирование белков обезжиренного молока с использованием полисахаридов и применение концентратов при производстве вареных колбас- Автореферат канд.диссертации, МШММП, Москва, 1983.-20 с.

29. Зайковский Я.С. Разложение, растворимость и кристаллизация молочного сахара,В кн.:Труды ОмсХИ, т.XIX, 1940.

30. Зайковский Я.С. Химия и физика молока и молочных продуктов.М., Пищепромиздат, 1950.-370 с.

31. Залашко М.В., Залашко Л.С, Микробный синтез на молочнойсыворотке,-Минск, Наука и техника, 1976.-272 с.

32. Инихов Г,С. Биохимия молока. М., Пищeпpo^шздaт, 1956.

33. Коробкина Г.С. Продукты детского питания. М., Пищеваяпромышленность, 1970.- 294 с.

34. Кочетков Н.К. и др. Химия углеводов. Изд. Химия, 1967.

35. Левой А.В., Слюсаренко Т.П., Яценко Н.В. Микрофлора молочной сыворотки и динамика ее развития в процессе хранения Молочная промьшшенность, 1973, № 4, с.20-23.

36. Липатов Н.Н. Сепарирование молока. М., Пищепромиздат,160.

37. Шкаелян П.С. Растворшлость лактозы при О . Сборникстуденческих работ ВМИ. Вып.1, Вологда, 1959.

38. Молоко и молочные продукты как источник витаминов. Р.Б.Давыдов, Л.Е.Гулько, Л.А.Круглова, Б.И.Файнгор.-М.:Пищевая промышленность, 1972.- 180 с.

39. Овчинников A.PI., Горбатова Г.К. Биохиь,шя молока и молочных продуктов.-М.:изд. Ленинградского университета.1974.-259 с.

40. Покровский А.А. Физиолого-биохимические основы разработки продуктов детского питания.-М.:Медицина, 1972.-35 с.

41. Розанов А.А. Руководство по производству молочного сахара .-М.:Пищепромиздат, 1952.-706.с.

42. Серьезов Д.М., Фурнаджиев М.К. Производство безалкогольных напитков.- М.:Пищевая промьш1ленность. 1974.-317 с.

43. Силин П.М. Вопросы технологии сахаристых веществ. Пищепромиздат, 1950.

44. Соколовский В.П., Вольфсон Г.Г. Пищевая и лечебная ценность молока и молочных продуктов.-М.: Пищевая про№шленность, 1968.-72 с.

45. Справочник хиглика. Дополнительный том Химия, Ленинградское отделение, 1968.

46. Степаненко Б.Н. Химия и биохимия цглеводов.М.-Высшая школа, 1978.- 256 с.

47. Технология молока и молочных продуктов./Дьяченко П.Ф.,Коваленко М.С., Грищенко А.Д, Чеботарев А.И,/-М.:Пищевая промьшленность, 1974.-447 с.

48. Тепел А. Химия и физика молока (перевод с немецкого языка) М., Пищевая промышленность, 1979.-622 с.

49. Храмцов А.Г., Молочная сыворотка,М., Пищевая промьшшенность, 1979.-270 с.

50. Храмцов А.Г. Молочный сахар.М., Пищевая промьшшенность,1972.-192 с.

51. Храмцов А.Г., Василисин СВ. Справочник мастера по промышленной переработке молочной сыворотки. М., Легкая и пищевая промьшшенность, 1983.-169 с.

52. Храмцов А.Г., Матвиевский В.Я., Кравченко Э.Ф. Новыйуглеводный концентрат для продуктов детского питания.-М.:ЦПИИТЭИ мясомолпром. Обзорная информация, 1927.-25 с.

53. Шелонкова И.Я. Изучение процессов образования белковыхконцентратов при взашюдействии ^ -лактоглобулина и желатина с полиурановыми кислотами,- Автореферат канд.диссертации ВНИМИ, Москва, 1977.-24 с.

54. Шелонкова И.Я., Кормановская Г.Н, Влодавец И.Н. Особенномти взаимодействияу8-лактоглобулина с полиурановьми кислотами.

55. Fromageries Bel.- La vache qui vit. Ir. Pat. 2 501.180,(1976).

56. Glass L., Hedrick IT.I. Nutritional composition of sweetand acid-type dry wheys. J. Dairy Sci., 1977» Vol 6o, N 2, p 185 - 196.

57. Hansen P.M.T., Hidalgo J., Gull I.A. Beclamation of wheyprotein with carboxymethylcellulose. J« Da±py Sci., 1971» Vol 54 H 6, p 850 - 854.

58. Holt G., Muir D.D., Sweetsur W.M. The best stability ofmilk and concentrated milk containing added aldehydes and sugars J. Dairy Res., 1978, Vol 45, N1, p 47 - 52.

59. Parry R.M. In: B.H.^ Webb, A.H. Johason, J.A. Alford(Eds)Fundamentals of dairy chemistry. AVI Publ. Comp, Wesiport (Con-» necticut), 1974, Oh 11.

60. Heynolds Ь.М., Henneberry G.O., Baker B.E. Studies oncasein. II. The carbohydrate of casein. J. Dairy Science. 1959» Vol 42, N 9 P 1^5 - 1471.

61. Rose D. Factors affecting the pH sensitivity of the heatstability of milk from individual cows. J. Daiiy Sci., 1961,Vol 44, N 8, p 1405 - 1415.

62. Rose D. Factors affecting the heat stability of milk.J. Dairy Sci. 1962, Vol 45, N 11, p 1505 - 1311.

63. Rose D. Heat stability of bovine milk: a review» J. Dairy Sci. Abstr 1965, Vol 25, N 2 p 46 - 52."

64. Rose D. Protein stability problems. J. Dairy Sci. 1965Vol 48, IT 1, p 139 - 146. 109* Rose D. Brunner J.R.» Kalan E.B., et al. nomenclature of the proteins of cow's milk. 5 revision. J. Dairy Sci. 1970, Vol 55» P 1

65. Sawyer W.H. Complex between Я -lactoglobulin and Kcasein . A review. J. Dairy Sci. 1969, Vol 52, H 9 P 1547-1355

66. Sawyer W.H. Heat denaturation of bovine f> -lactoglobulins and relevance of disulphyde assregation. J. Dairy Sci. 1968, Vol 51, N 3 p 323 - 329.

67. Sticbting Bedrigven van het U 120, Dutch Patent Application 79.08455 (1979).

68. Xhonson M.P. Brunner J.H. (Ehe carbohydrate of some glycoproteins of bovine milk. J. Dairy Sci. 1959, Vol 42, N2, p 369370v

69. Thonqpson M.P., Tarassuk N.P», Jennes R. et al, Nomenclature of proteins of cow»s milk. 2 revision. J. Dairy Sci., 1965» Vol 48, p 159.

70. Turner b.<x., Swaisgood H.E., Hansen A.P. Interaction oflactose and proteins of skim milk during Ultra-High-Temperature J. Dairy Sci., 1978, Vol 61, F 4, p 584 - 592.

71. Watanabe K, Klostermeyer H. Heat induced changes in sulphydryl and disulphide levels of P -lactoglobulin A and the formation of polymers. J. Dairy Res. 1976, Vol 45, И5, P 416 418.

72. Vniitney R.M., Brunner J.R,, Ebner K.E. et al. Nomenclature of the proteins of cow's milk, 4 revision. J. Dairy Sci., 1976, Vol 59, P 795. 125* Zittle O.A. Influence of heat on K-casein. J. Dairy Sci. 1969, Vol 52, Ml, p 12 - 16.

73. Zittle O.A. Influence of phosphate and other factors onthe renning gel obtained with, whole casein and with K-casein in the presence of calcium salts. J. Dairy Sci., 1970, Vol 55, H8 p 1015 - 1017.