автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Влияние технологических свойств молока на выход и качество творога

На правах рукописи

ГУНЬКОВ СЕРГЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОЛОКА НА ВЫХОД И КАЧЕСТВО ТВОРОГА

Специальность 05.18.04. — Технология мясных, молочных, рыбных

продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий»

Научный руководитель — кандидат биологических наук, профессор

Горбатова Ксения Константиновна

Официальные оппоненты — доктор технических наук, профессор

Забодалова Людмила Александровна

кандидат технических наук Ибрагимова Александра Захаровна

Ведущая организация — ЗАО Талосто, Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится «20»2006г. в 'ÍJJ__ часов на заседании диссертационного совета (шифр Д 212.234.02) при Санкт-Петербургском государственном университете низкотемпературных и пищевых технологий по адресу: 191002 Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, тел./факс 315-30-15

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан НОЯЪрЯ 2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Колодязная В. С.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В последние годы в нашей стране отмечено резкое увеличение интереса к функциональному питанию, обеспечивающему здоровье и трудоспособность населения. Анализ фактического питания населения России свидетельствует о дефиците полноценного белка и кальция в рационе основной части населения, который приводит к нарушению обмена веществ в организме. По нормам, разработанным Институтом питания РАМН, человек должен получать 60—ЮОг белков в сутки и 800—1000мг кальция. Данные компоненты мы получаем, в основном, за счет потребления белковых молочных продуктов, которое из-за снижения уровня жизни населения уменьшилось, начиная с 1992г, на 25— 35%. В этой связи несомненный интерес представляют технологии, обеспечивающие максимальный выход этих продуктов.

В основу рабочей гипотезы положено предположение о том, что причиной низкого выхода белковых молочных продуктов (творога) является высокое содержание гамма-казеинов в поступающем на переработку молоке-сырье, вызванное нарушением рационов кормления животных, высоким содержанием соматических клеток и продолжительным хранением его при низких температурах до переработки.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является изучение влияния различных факторов на выход и качество творога. Исходя из общей цели, решались следующие задачи:

■ изучить состав и свойства сырого молока хозяйств Ленинградской области, поступающего на производство творога;

■ провести изучение факторов, влияющих на выход творога;

■ определить значение основного фактора, снижающего выход готового продукта;

■ разработать более совершенный метод контроля качества молока по физико-химическим показателям;

■ модифицировать метод электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия для контроля количества гамма-казеинов;

■ на основе результатов контроля количества гамма-казеинов в молоке

разработать способы повышения выхода и качества творога.

Научная новизна. Выявлено значение количества гамма-казеинов в молоке-сырье на выход и качество творога. По результатам экспериментальных исследований предложено уравнение регрессии, описывающее зависимость выхода и качества творога от количества гамма-казеинов в молоке.

Установлено, что количество гамма-казеинов резко повышается при поступлении на заводы молока с высоким содержанием соматических клеток.

Показана зависимость качества молока Ленинградской области от показателя электропроводности и концентрации ионов хлора. Эта зависимость описана уравнениями регрессии.

Практическая значимость. Модифицирован метод диск-электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия для контроля количества гамма-казеина.

Для оценки качества молока, заготовляемого в Ленинградской области разработана шкала пересчета электропроводности и содержания ионов хлора на количество соматических клеток. Предложенная шкала прошла производственную проверку. '

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на конференции «Безотходная технология использования молочного сырья при производстве сыра, масла и молочных продуктов» (Адлер, сентябрь 2002г) и V Международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Могилев, май 2005г).

Публикации. По теме диссертации опубликовано шесть печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методологии проведения экспериментов, результатов исследования и их обсуждения, выводов, списка литературы, включающего 127 работ отечественных и зарубежных авторов и 7 приложений. Основной текст диссертационной работы изложен на 158 страницах, включающий 17 таблиц, 21 рисунков, 4 схемы.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы. В обзоре литературы обобщены результаты работы отечественных и зарубежных авторов по изучаемому вопросу. На основании анализа литературных данных поставлены цель и основные задачи исследований.

Методика проведения эксперимента

Работа выполнена в лаборатории кафедры органической, физической и биологической химии СПбГУНТиПТ, производственные выработки белкового молочного продукта проводились на ОАО «Приозерский молочный завод», ряд экспериментов проведен в отделе биохимии СПб Института экспериментальной медицины.

Объектами исследований были:

■ сырое цельное коровье молоко, поступающее на ОАО «Приозерский молочный завод» от двадцати двух хозяйств Приозерского, Волховского и других районов Ленинградской области;

■ молоко обезжиренное, полученное при сепарировании цельного молока;

■ выработанный творог нежирный, сгусток и сыворотка.

Схема проведения исследований представлена на рис. 1.

Исследования проводили по общепринятым методикам.

Массовую долю ионного кальция и хлора контролировали потенциометрическим методом, электропроводность молока—

кондуктометрическим методом. Количество гамма-казеинов определяли методом диск-электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия по модифицированной методике.

Экспериментальные исследования проводили в трехкратной повторности. Полученные данные обрабатывали методом математической статистики.

Показатели 1,2,4-12

Показатели: ¡.Массовая доля белка, %

2.Массовая доля кальция, мг%

3.Количество соматических клеток, тыс/см3

4.Количество гамма-казеинов, рх2

5.Выход творога, кг

6.Массовая доля влаг и, %

7.Кислотность, °Т

8.Консистегщия продукта

9.Характеристика сгустка

10.Влагоудерживающая способность сгустка, см3 выделившейся сыворотки

1 ¡Характеристика сыворотки 12.Массовая доля белка в сыворотке, %

Рис. 1. Схема проведения исследований

Результаты исследований и их обсуждение

Подбор молока различных хозяйств Ленинградской области для выработки творога

Для экспериментов были выбраны из двадцати двух шесть хозяйств,

поставляющих молоко с постоянно высоким, среднем и низким содержанием белка

и кальция. Высокое содержание белка и кальция составляло более 3,20 % и 110— 130 мг%, среднее — 3,00—3,2 % и 100—110мг% и низкое — менее 3,00 % и менее 100 мг%.

Оценка влияния различных факторов на выход и качество творога

С целью выявления общих закономерностей, из отобранного молока с

различным количеством белка, кальция и гамма-казеина вырабатывали на ОАО «Приозерский молочный завод» обезжиренный творог в различные сезоны года; выработку проводили традиционным методом двумя способами.

В полученном сгустке контролировали влагоудерживаюхцую способность, в сыворотке—содержание белка и сухих веществ, в твороге— титруемую кислотность, влажность и выход. Кроме того, осуществляли органолептическую оценку творога, сгустка и сыворотки.

Влияние содержания белка и кальция в молоке Зависимость выхода творога от содержания белка в исходном молоке представлена на рис. 2. Как видно из рис. 2, значительное увеличение выхода творога наблюдается при содержании белка в молоке, равном 3,15 % и выше. Влияние содержания кальция на выход творога представлено на рис. 3.

♦ Кислотный способ □ Кислотно-сычужный способ ♦ Кислотный способ □ Кислотно-сычужный слое

Рис. 2.3ависимость выхода творога Рис. 3. Влияние содержания кальция от содержания белка в молоке в молоке на выход творога

_кислотный способ;__кислотно-сычужный способ _кислотный способ;__кислотно-сычужный способ

Из рис.3, следует, что оптимальное содержание кальция в молоке для производства

творога должно составлять не ниже 110 мг%.

Творог, выработанный из молока с содержанием белка 3,15 % и выше и кальция

не ниже 110 мг% всегда имел мягкую, рассыпчатую консистенцию, а получаемые

при этом сгустки были плотными, колющимися, отделяемая сыворотка прозрачной,

с содержанием белка в ней, равным 0,55—0,90 %.

Для изучения влияния фракционного состава казеина (содержания гамма-казеинов) на выход и качество творога нами была модифицирована методика его количественного определения в исходном молоке.

Модификация метода диск-злектрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия для контроля количества гамма-казеина в молоке В методику диск-электрофореза в полиакриламидном геле были внесены следующие изменения:

■ при подготовке образцов белков молока не осуществлялось осаждение

казеина и сывороточных белков, а использовались нативные белки обезжиренного молока без его обработки;

■ изменены процентный состав компонентов геля, а также его окраска (вместо раствора бромтимолового синего применяли краситель Кумасси бриллиантовый голубой);

■ количественную оценку фракций белков проводили не с использованием сканирующего денсиметра, а с помощью компьютерной программы Scion Image— по интенсивности окраски полосок на геле и выражали в квадратных пикселях (рх2). Цифровое изображение окрашенного геля с нанесенными образцами белка представлено на рис. 4.

Пробы

MW-St 1 2 3 4 5 6

Белки-маркеры

8 MW-St

"W, 45,7

29,4

19,9

14,8

1 6,1

' 3,2

Рис. 4. Цифровое изображение окрашенного геля с нанесенными образцами

белка

Проверку модифицированного метода контроля гамма-казеина осуществляли в нижеприведенных исследованиях.

Влияние продолжительности низкотемпературного хранения и содержания соматических клеток на количество гамма-казеинов в молоке

Для контроля содержания соматических клеток в молоке был разработан быстрый и более точный метод определения — по показателю электропроводности и количеству ионов хлора.

Влияние продолжительности хранения Для выяснения влияния продолжительности хранения молока на количество гамма-казеинов мы исследовали молоко свежее и хранившееся при 4—6°С в течение 24—48ч. В исследуемых пробах содержание гамма-казеинов контролировали модифицированным методом диск-электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия. Результаты влияния продолжительности хранения молока на количество гамма-казеинов представлены на рис. 5. юоооо

ъ

Рис. 5. Влияние продолжительности низкотемпературного хранения молока на содержание гамма-казеинов

Молоко, хранившееся

Молоко, хранившееся 48ч

Как видно из рис. 5, количество гамма-казеинов в свежем молоке составляло менее 24000 рх2, через 24ч холодильного хранения оно увеличивалось на 20—25 % и составило 28000—31000 рх2, через 48ч холодильного хранения количество гамма-казеинов увеличивалось незначительно и составило 32000 рх2.

Разработка метода контроля соматических клеток в молоке по физико-химическим показателям Используемый в настоящее время в промышленности вискозиметрический метод контроля соматических клеток не отражает изменений химического состава молока, возникающих при заболевании животных маститом и другими болезнями.

Кроме того, количество соматических клеток резко снижается после центробежной очистки молока.

Для разработки нового метода контроля соматических клеток в молоке нами исследовано более 120 проб молока хозяйств Ленинградской области. В пробах одновременно контролировали количество соматических клеток на вискозиметре «Соматос», показатель электропроводности—кондуктометрическим методом, концентрацию ионов хлора—потенциометрическим методом с использованием хлорселективного электрода.

Зависимость между содержанием в молоке соматических клеток и электропроводностью представлена на рис. 6, а зависимость между содержанием в молоке соматических клеток и ионов хлора—на рис. 7.

"Ы050-

0,2 0,4 0,6 0,8 Электропроводность, См/м

Рис. 6. Зависимость между содержанием в молоке соматических клеток и электропроводностью

80 100 120 140

Концентрация ионов хлора, мг/см3

Рис. 7. Зависимость между содержанием в молоке соматических клеток и ионов хлора

Результаты исследования описаны следующими уравнениями регрессии: У=-183,1+1428Х1; Б2=5429 (1), У=-56,32+0,4461Х22; Б2=7509 (2)

где У— содержание соматических клеток в молоке, тыс/см3;

XI — электропроводность, См/м; Хг— содержание ионов хлора, мг/см3.

Проверка по критерию Стьюдента показала, что все члены уравнений регрессии (1) и (2) являются статистически значимыми. Предложенные уравнения проверены по критерию Фишера и адекватно описывают экспериментальные данные.

Коэффициент парной корреляции между количеством соматических клеток и электропроводностью был равен 0,927, а между количеством соматических клеток и концентрацией ионов хлора—0,880.

На основании полученных зависимостей для оценки качества молока, заготовляемого в Ленинградской области нами была разработана шкала пересчета электропроводности и концентрации ионов хлора на количество соматических клеток представленная в табл. 1.

Табл.1. Шкала пересчета электропроводности и содержания ионов хлора на показатель качества молока

Физико-химический Качество молока

показатель (содержание соматических клеток, тыс/см3)

менее 500—1000 1000— более

500 1500 1500

Электропроводность, 0,303... 0,498... 0,769... 1,574...

См/м 0,480 0,700 0,908 1,701

Концентрация ионов 81,4... 112,9... 142,4... 184,3...

хлора, мг/см3 112,4 142,0 145,9 198,3

Предложенный нами метод контроля качества молока по количеству

соматических клеток в молоке прошел производственные испытания на ООО «Калачинский молочный комбинат», был рекомендован комиссией для применения на производстве в качестве экспресс-метода контроля соматических клеток в заготовляемом молоке.

Влияние содержания соматических клеток Результаты исследования влияния содержания соматических клеток, (контролируемого разработанным нами методом), на количество гамма-казеинов в молоке представлены на рис. 8.

*>< 100000

о 20000 -ШЛИ

Рнс.8.3ависимость содержания гамма-казеинов в молоке от количества соматических клеток

Менее 500 500-1000 1000-1500 Более 1500 Содержание соматических клеток, тыс7см3

Молоко с количеством соматических клеток до 500 тыс/см3 содержало гамма-казеинов, равное 24000рх2, при количестве соматических клеток от 500 до 1000 тыс/см их содержание возрастает почти вдвое и достигает 42000рх2, при количестве соматических клеток от 1000 до 1500 тыс/см3 содержание гамма-казеинов продолжает возрастать и составляет 83000 рх2. В молоке, полученном от больных животных, количество соматических клеток в котором превышает 1500 тыс/см3, содержание гамма-казеинов высокое и составляет более 95000 рх2.

Влияние количества гамма-казеинов в молоке

Для окончательной проверки влияния фракционного состава казеина на

выработку белковых продуктов из молока с различным количеством гамма-казеинов (которое контролировали модифицированным методом диск-электрофореза), вырабатывали творог, контролировали его выход и качество. Влияние гама-казеина молока на выход творога представлено на рис. 9.

Анализ наших экспериментальных данных показывает, что при переработке свежего молока с содержанием гамма-казеинов, равным менее 24000 рх2, наблюдался высокий выход творога (200 кг и выше из 1,5т молока); при переработке хранившегося молока, с содержанием гамма-казеинов, равным 24000—28000 рх2, выход творога был средним и составлял 163—182кг; при содержании гамма-казеинов в молоке с высоким содержанием соматических клеток, равным более 28000 рх2 — был низким и составлял 160кг и ниже.

♦ кислотныи способ

а кислотно-сычужный способ

20000

24000

28000

32000

Количество гамма-казеинов, рх

Рис.9. Влияние содержания гамма-казеинов в молоке на выход творога _кислотный способ;__кислотно-сычужный способ

Получаемый творог в первом случае имел однородную рассыпчатую, слоистую консистенцию, образующийся сгусток был плотным, сыворотка всегда была прозрачной. Во втором случае консистенция творога была однородной, но крупитчатой, образующийся сгусток—неплотным или даже слабым, сыворотка— слегка мутной или мутной. В третьем случае консистенция творога была неоднородной, водянистой, крупитчатой, образующиеся сгустки—дряблыми, сыворотка — мутной, содержание в ней белка превышало 2 %.

Зависимость, представленная на рис. 9 адекватно описана уравнениями регрессии:

У1=-0,00764Х+ 384,6; 82=74.31 (3)

У2=-0,00750Х+379,1; Б2=74.72 (4)

где У1—выход творога при кислотно-сычужном способе производства, кг;

У2— выход творога при кислотном способе производства, кг;

X — количество гамма-казеинов в молоке-сырье, рх2.

Проверка по критерию Стьюдента показала, что все члены уравнений регрессии (3) и (4) являются статистически значимыми.

Коэффициент парной корреляции между выходом белкового продукта и количеством гамма-казеинов равен минус 0,949 при кислотно-сычужном способе производства и минус 0,947 — при кислотном способе.

Выводы

1. На основании проведенных исследований впервые установлена взаимосвязь между выходом творога и содержанием в молоке белков и кальция. Для максимального выхода творога рекомендуется использовать молоко с содержанием белка и кальция не ниже 3,15 % и не ниже 110 мг%.

2. Показано, что основным фактором, снижающим выход творога является высокое содержание в молоке-сырье гамма-казеинов, зависящее от качества молока (количества соматических клеток) и продолжительности хранения молока до переработки.

3. Для контроля гамма-казеина в молоке нами был модифицирован метод диск-электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия.

4. Установлена и описана уравнением регрессии зависимость между выходом белкового продукта и содержанием гамма-казеинов в молоке-сырье. Коэффициенты корреляции между ними были высокими и равными минус 0,949 при кислотно-сычужном способе производства и минус 0,947 — при кислотном.

5. Выяснено, что максимальный выход белкового продукта (200 кг и выше из 1500 кг молока) наблюдался при содержании в молоке гамма-казеинов, равного 24000 квадратных пикселя. При переработке такого молока консистенция продукта была однородной, рассыпчатой, образующийся сгусток плотным, с влагоудерживающей способностью выше 6,5 см3 сыворотки, выделившаяся сыворотка — прозрачной. Минимальный выход продукта (160 кг и ниже) был при переработке

молока с высоким содержанием гамма-казеинов, равного более 28000 квадратных пикселя. Консистенция белкового продукта была неоднородной, образующийся сгусток — дряблым, с влагоудерживающей способностью ниже 4,0 см3 сыворотки, а отделяемая сыворотка — мутной.

6. Показано, что количество гамма-казеинов резко повышается при поступлении на переработку молока с высоким содержанием соматических клеток.

7. Выявлена и описана уравнениями регрессии зависимость содержания соматических клеток от показателя электропроводности и концентрации ионов хлора в молоке. Для оценки качества молока, заготовляемого в Ленинградской области разработана шкала пересчета электропроводности и содержания ионов хлора на количество соматических клеток.

8. Изучено влияние продолжительности хранения молока до переработки на содержание в нем гамма-казеинов. Установлено, что хранение молока в течение 24—48ч приводит к увеличению количества гамма-казеинов на 20—25 % и снижению выхода творога на 10 % и более.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Горбатова К.К., Гуньков C.B. Биохимические основы выработки молочных продуктов нового поколения //Безотходная технология использования молочного сырья при производстве сыра, масла и молочных продуктов: материалы Всероссийской научно-практической конф., сентябрь 2002г., Адлер. АПМП «Кубаньмолоко», 2002.-С.82;

2. Орлов В.В., Горбатова К.К., Гуньков C.B. Оценка перспективных направлений вариантов процессов переработки молока на базе системного подхода //Развитие теории и практики создания оборудования для переработки пищевой продукции: Межвуз. сб. науч. тр., ч. I. СПб.: СПбГУНТПТ, 2004.-С. 17-24;

3. Гуньков C.B., Гунькова П.И., Смирнов В.А., Горбатова К.К. Сравнение электрофоретических методов определения фракций казеина в молоке //Техника и технология пищевых производств: тез. докл.У Международной научно-технической конф., 18-20 мая 2005г., Могилев. Мн.: Изд.центр БГУ, 2005.-С 158;

4. Гуньков C.B., Горбатова К.К., Гунькова П.И. Альтернативный метод контроля показателей сырого молока //Переработка молока. —2006. №8.—С. 12;

5. Гуньков C.B., Горбатова К.К., Гунькова П.И. Влияние содержания у-казеинов в молоке на выход и качество белковых продуктов типа творога //Переработка молока. —2006. №11.—С.32-33;

6. Горбатова К.К., Гуньков C.B., Гунькова П.И. Совершенствование метода контроля содержания гамма-казеинов в молоке.//Молочная пром-ть.— 2006. №11.—С.42.

Подписано к печати 15.11.06. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная. _Печ.л. 10_Тираж ВО экз. Заказ № 3}0._

СПбГУНиПТ, 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9. ИГЩ СПбГУНиПТ, 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9.

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1 .Современное понятие о технологических свойствах молока.

1.2. Сычужная и кислотная свертываемость молока и факторы, влияющие на неё.

1.2.1. Влияние количества казеина, его фракционного состава и размера частиц на сычужную свертываемость молока.

1.2.2. Влияние количества кальция на сычужную свертываемость молока.

1.2.3.Факторы кислотной свертываемости молока.

1.2.4. Влияние степени протеолиза казеина на сычужную и кислотную свертываемость молока и выход белковых продуктов.

1.2.4.1. Влияние температуры хранения молока и заболевания животных маститом на активность плазмина.

1.2.4.2. Характеристика плазмина.

1.2.4.3. Существующие методы контроля активности плазмина.

1.3. Влияние степени протеолиза молока на качество и выход белковых продуктов.

1.4. Цель и задачи исследований.

2. Объекты и методы исследований.

2.1.Объекты исследований.

2.2.Методы исследований.

2.2.1 .Методы определения качественных показателей молока.

2.2.2. Методы исследования белковых сгустков и сыворотки.

2.2.3.Методы исследования творога.

2.3.Математическая обработка экспериментальных данных.

3. Результаты исследований и их обсуждение.

3.1.Изучение состава и свойств молока различных хозяйств Ленинградской области с целью отбора сырья для выработки творога.

3.2. Разработка метода контроля соматических клеток в молоке по физико-химическим показателям.

3.3. Исследование влияния различных факторов на выход творога и его качество.

3.3.1 .Влияние содержания белка в молоке.

3.3.2. Влияние содержания кальция в молоке.

3.3.3. Влияние фракционного состава казеина.

3.3.3.1.Модификация метода контроля содержания у-казеинов в молоке.

3.3.3.2.Влияние продолжительности хранения молока и количества соматических клеток на содержание у-казеинов.

3.4. Влияние различного количества у-казеинов на выход и качество творога.

Выводы.

К технологическим свойствам молока обычно относят способность молочных белков коагулировать под действием кислот или сычужного фермента с образованием в конечном итоге белковых продуктов, к которым относится творог. В последние годы в нашей стране пристальное внимание занимает функциональное питание, т.е. выработка продуктов, которые благоприятно воздействуют на функции человеческого организма и улучшают его здоровье. К таким продуктам, обеспечивающим население полноценным белком и кальцием, следует считать творог. Из литературных источников известно, что максимальный выход творога обеспечивает высокое количество казеина и кальция в молоке-сырье. Однако не всегда, даже при сравнительно высоком их содержании, мы достигаем желаемого выхода творога.

В основу рабочей гипотезы нашей работы положено предположение о том, что основной причиной снижения выхода творога является высокое содержание в поступающем на переработку молоке гамма-казеинов, которые мы «теряем» с сывороткой при его выработке. В нормальном свежем молоке содержится 3—7 % гамма-казеинов, образующихся из р-казеина под действием фермента плазмина (именно это количество учитывается при установлении норм расхода сырья при производстве творога). Однако его количество может значительно повыситься до 10—15 % и выше. Причиной увеличения его содержания может быть не только нарушение рационов кормления животных, но и их заболевание маститом и другими болезнями, сопровождаемые повышением в молоке количества соматических клеток, и в какой-то степени длительным хранением сырья при низких температурах. В задачи нашего исследования входила проверка вышеизложенного нашего предположения. Для этого нам требовалось разработать или модифицировать существующий электрофоретический метод контроля гамма-казеинов, а также найти метод контроля качества поступающего молока, т.е. обосновать метод косвенного определения содержания соматических клеток по физико-химическим показателям.

1.Обзор литературы

1.1 .Современное понятие о технологических свойствах молока

Под технологическими свойствами молока в современной технической литературе понимают свойства молока, позволяющие обеспечить правильное проведение технологического процесса и получить стандартный молочный продукт, отвечающий требованиям ГОСТа. К ним обычно относят отсутствие в молоке посторонних химических загрязнителей и нежелательных микроорганизмов, а также и другие специфические свойства, зависящие от вида вырабатываемого продукта. Так, при производстве кисломолочных напитков- это способность молока сквашиваться молочнокислыми бактериями с образованием сгустков, обладающих нужными структурно-механическими свойствами и определенными сенсорными свойствами; при выработке молочных консервов - термоустойчивость молока, т.е. способность его белков выдержать высокотемпературную обработку; при производстве масла сливочного - свойство триглицеридов молочного жира давать жировой продукт определенной твердости и пластичности; при выработке мороженого - свойство молочных смесей хорошо взбиваться и замораживаться; при производстве творога и сыра - способность молока к сычужному свертыванию и т.д.

По-видимому, при производстве белковых продуктов — твердых сычужных сыров и свежих кисломолочных мягких сыров (типа творога и «Айболит», Славянского, Коттеджа, Кембриджа и др.) — одним из важнейших технологических свойств молока следует считать сычужную и кислотную свертываемость, так как именно они определяют скорость коагуляции белков, плотность получаемых сгустков, их способность к обработке, синеретические свойства, что в конечном итоге, обусловливает качество (консистенцию, влагоудерживающую способность и др.) и выход белкового продукта [15, 17,20, 22,55,58,67,69,93].

В настоящее время на производстве контролируют только некоторые из технологических свойств - термоустойчивость и сычужную свертываемость молока, - для контроля остальных свойств необходимы быстрые и точные методы, которые пока отсутствуют.

122 Выводы

1.Ha основании проведенных исследований впервые установлена взаимосвязь между выходом творога и содержанием в молоке белков и кальция. Для максимального выхода творога рекомендуется использовать молоко с содержанием белка и кальция не ниже 3,15 % и не ниже 110 мг%.

2.Показано, что основным фактором, снижающим выход творога, является высокое содержание в молоке-сырье гамма-казеинов, зависящее от качества молока (количества соматических клеток и продолжительности хранения молока до переработки).

3.Для контроля гамма-казеина в молоке нами был модифицирован метод диск-электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия.

4.Установлена и описана уравнением регрессии зависимость между выходом белкового продукта и содержанием гамма-казеинов в молоке-сырье. Коэффициенты корреляции между ними были высокими и равными минус 0,949 при кислотно-сычужном способе производства и минус 0,947 — при кислотном.

5.Выяснено, что максимальный выход белкового продукта (200 кг и выше из 1500 кг молока) наблюдался при содержании в молоке гамма-казеинов, равного 24000 квадратных пикселя. При переработке такого молока консистенция продукта была однородной, рассыпчатой, образующийся сгусток плотным, с влагоудерживающей способностью выше 6,5 см3 сыворотки, выделившаяся сыворотка — прозрачной. Минимальный выход продукта (160 кг и ниже) был при переработке молока с высоким содержанием гамма-казеинов, равного более 28000 квадратных пикселя. Консистенция белкового продукта была неоднородной, образующийся сгусток — дряблым, с л влагоудерживающей способностью ниже 4,0 см сыворотки, а отделяемая сыворотка — мутной.

6.Показано, что количество гамма-казеинов резко повышается при поступлении на переработку молока с высоким содержанием соматических клеток.

7.Выявлена и описана уравнениями регрессии зависимость содержания соматических клеток от показателя электропроводности и концентрации ионов хлора в молоке. Для оценки качества молока, заготовляемого в Ленинградской области разработана шкала пересчета электропроводности и содержания ионов хлора на количество соматических клеток.

8.Изучено влияние продолжительности хранения молока до переработки на содержание в нем гамма-казеинов. Установлено, что хранение молока в течение 24—48ч приводит к увеличению количества гамма-казеинов на 20— 25% и снижению выхода творога на 10 % и более.

1. Ахназароеа СЛ., Кафаров ВВ. Методы оптимизации эксперимента в химической технологишчеб. Пособие для хим.-технол. Спец. Вузов. — М.: Высш. шк.,, 1995. — 327с.;

2. Барабанщиков Н.В. Качество молока и молочных продуктов. М.: Колос, 1980.-255с;

3. Брусиловский Л.П. Инструментальные методы и экспресс-анализаторы для контроля состава и качества молока и молочных продуктов.—М.: Молочная промышленность, 1997.— 47с.

4. Брусиловский Л.П., Вайнберг А.Я. Приборы технологического контроля в молочной промышленности: Справочник М.: Агропромиздат, 1990. - 288с;

5. Брусиловский Л.П., Харитонов В Д. Комплекс экспресс анализаторов для контроля молока. // Молочная промышл. - 1996. - № 2. - С. 5 -7;

6. Брусиловский Л.П., Харитонов В.Д. Многокомпонентные экспресс-анализаторы. // Молочная промышл. 1995. - № 2. - С. 9-11;

7. Брусиловский Л.П., Харитонов В.Д., Андросова Л.М. Приборы контроля термоустойчивости и других показателей качества молока // Молочная промышл. 1999. - № 3. - С. 21 - 23;

8. Брусиловский Л.П., Шидловская В.П. Ионометрический метод контроля анормального молока // Молочная пр-ть.— 1998 № 6.—С. 19—20;

9. Буткус К. К вопросу изучения сычужного свертывания молока // Тр.Литовского филиала ВНИИМСа, 1983. Т. 17. - С. 19 - 23;

10. Буткус К., БуткенеВ. Фракционирование молочных белков путем фильтрования через гель декстрана // Тр. Литовского филиала ВНИИМСа, 1971.-Т. VI.-C. 121-132;

11. Буткус К., Антавичус А. Количественный диск электрофорез белков молока // Тр. Литовского филиала ВНИИМСа, 1972. - Т. VII;

12. Буткус КД, Буткус Р.К Влияние анормального молока на качествосыра. М.: Агропромиздат, 1985. 79 с;

13. Буткус Р., Буткус К. Метод изучения свойств молочно-белкового сгустка // Тр. Литовского филиала ВНИИМСа, 1982. Т. 16, С.28—31;

14. Гончаров АН, Поляков В. Б., Табачников В П. Влияние фактора концентрации нативных белков молока на процесс сычужного свертывания // Молочная промышл. 1996. - № 11. - С. 18-21;

15. Горбатова К.К. Физико-химические и биохимические основы производства молочных продуктов. СПб.: ГИОРД, 2003. - 352с;

16. Горбатова К.К. Химия и физика белков молока. — М.: Колос, 1993.— 192с.;

17. Горбатова К.К. Химия и физика молока: Учебник для вузов. СПб.: ГИОРД, 2003.-288 с;

18. Горбатова К К, Гунькова П.И. Контроль термоустойчивости молока по содержанию ионов кальция // Молочная промышл. -1998.- № 3. -С. 22-23;

19. ГОСТ 52054—2003. Молоко натуральное коровье—сырьё. Технические условия.;

20. Гудков А.В. Сыроделие: технологические, биологические и физико-химические аспекты / Под редакцией С.А. Гудкова М.: ДеЛипринт, 2003. - 800 с;

21. Гунькова П.И. Исследование термоустойчивости молока и разработка метода её контроля.: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — СПб.: СПбГАХиПТ, 1995.—16с.;

22. Давидов Р., Гальцова В. Изменение содержания и состава казеина вмолоке // Молочная промышл. 1963. - № 10- С. 8 - 11;

23. Диланян З.Х. Сыроделие. М.: Легкая и пищевая пром-ть, 1984. - 280 е.;

24. Дудник П.К, Табачников В.П. Влияние физико-химических и физико-механических факторов на кинетику сычужного свертывания молока // Тр. ВНИИМСа, 1974.-Вып. 17.-С. 16-17;

25. Дьяченко П.Ф. Исследование белков молока. М.: Пищепромиздат, 1959. - Тр. ВНИМИ. Вып. 19.-84 е.;

26. Дьяченко П.Ф., Алексеева Н.Ю. Исследование состава казеинаткальцийфосфатного комплекса молока // Молочная промышл. -1968.-№8.-С. 11-14;

27. Дьяченко П. Ф, Жданова Е.А. Новое в химии белков молока и методах его определения. М.: ЦНИТЭИ, 1962. - 72с;

28. Жданова Е.А., Влодавец КН. Исследование белков молока методом электрофореза на бумаге // Биохимия, 1959. Т. 24. - № 3. - С. 19 -22;

29. Забодалова JIA., Маслов A.M., Паткуль Г.М. Кинетика образования пространственной структуры при сквашивании молока // Изв. Вузов. Пищевая технология. 1978. - № 4. - С. - 141 - 143;

30. Забодалова Л.А., Паткуль Г.М. XXI Межд. молочный конгр. Краткие сообщения. Т. 1, Кн. 1. М., 1982, 211с.

31. Золотин А.Ю., Тищенко В.П., Малышева Е.В. Формирование качества молока. // Молочная промышл. 2003. - № 1. - С. 41-43;

32. Измайлова В.Н., Ребиндер П.А. Структурообразование в белковых системах. М.: Наука, 1974. - 268 е.;

33. К вопросу изучения сычужного свертывания молока//Тр. Литовского филиала ВНИИМСа, 1983. Т. 17 - С. -19 - 23;

34. Карташева В.М., Ивашура А.И. Маститы коров. М.: Агропромиздат, 1988.-256с;

35. Косой В.Д., Меркулова М.Ю, Юдина С.Б. Контроль качества молочных продуктов методами физико-химической механики.—СПб.: ГИОРД, 2005.— 208с.;

36. Крашенинин П.Ф. Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения. // Молочная промышл. 1993. - № 2. - С. 27-28;

37. Крусъ Г.Н. и др. Технология сыра и других молочных продуктов.—М.: Колос, 1992.—320с.;

38. Крусь Г.Н. К вопросу строения мицеллы и механизма сычужной коагуляции казеина // Молочная промышл. 1992. - № 4. - С. 23 - 28;

39. Крусь Т.Н., Шалыгина A.M., Волокитина З.В. Методы исследования молока и молочных продуктов / Под общ. Редакцией A.M. Шалыгиной. М.: Колос, 2000.-368с;

40. Крусь Г.Н.и др. Технология молока и молочных продуктов.—М.: КолосС, 2004.—455с.;

41. Лабораторный практикум по химии и физике молока / О.В. Охрименко, К.К. Горбатова, А.В. Охрименко.—СПб.: ГИОРД, 2005.—256с.;

42. Лагони X., Петере КХ. Влияние хранения молока и сливок при низких температурах на стабильность коллоидов молока // Материалы XVII Международного молочного конгресса. М.: Пищевая промышленность. -1971.-с.164- 166;

43. Липатов Н.Н. Производство творога.—М.:Пищевая промышленность, 1973. —271с,;

44. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб пособие для втузов.—М.: Высш. шк.,, 1988. — 239с.;

45. Методика определения экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в мясной и молочной промышленности.—М., 1978.—148с.;

46. Методы исследования молока и молочных продуктов. Методический сборник. М.: АгроНИИТЭИММП, 1988. - 173 с;

47. Митропольский А.К Элементы математической статистики.Л.: ЛТА, 1969.—273с.;

48. Могильный В.А. Использование стабилизаторов—эмульгаторов «Комплит гель» при производстве творога и творожных изделий //

49. Переработка молока.—2005 № 9. — С. 26;

50. Мохно Т.Н. Переработка молока. Улан - Удэ, Издательство ВСГТУ, 2000г. 448 с;

51. Мухина В.Г., Бушуева И.Г. Безопасность молочных продуктов. // Молочная промышл. 1998. - № 2. - С. 35-36;

52. Нильсен Е.В., Бертсен Гр. и др. Сычужная коагуляция мицелл различного размера // Материалы XXI Международного молочного конгресса. 1982. - Т. l.-Кн. 2.-С. 169;

53. Оноприйко В.А., Оноприйко А.В. Технология сыроделия на минизаводах.—СПб.: ГИОРД, 2004.—224с.;

54. Охмия З.К, Юн С.Э., Шимицу С. Влияние р-казеина на створаживание молока // Материалы XXI Международного молочного конгресса. 1982. -Т. 1 .-Кн. 2.-С. 169-170;

55. Петров АН Увеличение срока годности кисломолочных напитков // Переработка молока.— 2005 № 5.— С.9;

56. Петров А.Н., Светлов А.Н. Применение стабилизационных систем PRO QVICK для производства творога и творожных изделий // Переработка молока.—2005 № 4. — С. 10;

57. Производство сыра: технология и качество / Пер. с фр. Б.Ф. Богомолова; Под ред. и с предисл. Г.Г. Шилера. М.: Агропромиздат, 1989. - 496 е.;

58. Раманаускас Р. Закономерности кинетики сычужного свертывания молока // Молочная промышл.-1994. № 8. - С. 24 - 26;

59. Раманаускас Р. Исследование кинетики сычужного свертывания молока реологическими методами. //Тр. Литовского филиала ВНИИМСа, 1984. Т. 18.-С. 83-88;

60. Раманаускас Р. Математическая модель кинетики сычужного свертывания молока // Тр. Литовского пищевого института. Вильнюс, 1994 а.-Т. 28.-С. 108-119;

61. Раманаускас Р., Пасерпскене М. Влияние ультрафильтрационной обработки молока на качество литовского сыра. // Тр. Литовского филиала ВНИИМСа, 1984.- Т. XVIII.-C. 90-94;

62. Раманаускас Р., Урбене С. Зависимость свойств кислотного сгустка от структуры молока. Экспресс-информация. М.: ЦНИИТЭИ -мясомолпром, 1972. - № 7. - С. 4 - 8;

63. Ричардсон Г.К., Пирс К.Н. определение содержания плазмина в молочных продуктах // Материалы XXI Международного молочного конгресса. 1982.-Т. 1.- Кн. 2.-С. 178;

64. Ростроса НК., Жданова Е.А. Итоги изучения казеинового комплекса молока и его изменений в технологии молочных продуктов // Молочная промышл. -1981. №32. - С. 9-13;

65. Свириденко Г.М, Семова Е.Г. Маститы крупного рогатого скота. // Молочная промышл. 2003. - № 10. - С. 18-20;

66. Сергеев В.Н., Гудков А.В. и др. Влияние состава и свойств молока на качество сыров // Молочная промышл. 1996. - № 8. - С. 6. - 8;

67. Скотт Р., Робинсон Р.К., Уилби Р.А. Производство сыра: научные основы и технологии. —СПб.: Профессия, 2005.—464с.;

68. Состав и свойства молока как сырья для молочной пром-ти: Справочник /Н.Ю. Алексеева, В.П. Аристова, А.П. Патратий и др.; Под ред. Я.М. Костина,- М: Агропромиздат, 1986. 239 с;

69. Справочник биохимика: Пер. с англ. / Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У. Джонс К. -М.: Мир, 1991. -544 с;

70. Справочник технолога молочного производства. Т. 10. В.П. Шидловская. Ферменты молока — СПб.: ГИОРД, 2006,—296с.;

71. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т.З. Сыры. Под общей ред. Г.Г. Шилера.—СПб.: ГИОРД, 2003.— 512с.;

72. Степаненко П.П. Микробиология молока и молочных продуктов: Учебник для ВУЗов. Сергиев Посад: ООО "Все для Вас - Подмосковье", 1999.-415с;

73. Степанова Л. И. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т.1. Цельномолочные продукты — СПб.: ГИОРД, 1999.—384с.;

74. Сурков Б А, Климовский И. И., Краюшкин В.А. Принципы стандартизации молокосвертывающих ферментных препаратов // Молочная промышл. 1982.- № 6.-С. 25-27;

75. Сычева О.В., Веселова М.В. Рекомендации по повышению качества молока, заготовляемого в индивидуальном секторе. // Переработка молока.— 2005 № П. — С.16—17;

76. Табачников В П. Физико-химическая интерпретация и метод исследования процессов свертывания молока // Тр. ВНИИМСа, 1973. Вып. 12.-С. 3-10;

77. Цыбулъски А., Зяйка С. Загрязнение молока и молочных продуктов. // Молочная промышл. 2005. - № 3. - С. 72-74;

78. Чарыков А.К. Математическая обработка результатов химического анализа: Учеб. Пособие для вузов. Л.:Химия, 1984.—168с.;

79. Шалыгина A.M., Калинина JI.B. Общая технология молока и молочных продуктов.—М.: КолосС, 2004.—199с.;

80. Шидловская В.П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов. Справочник.—М.: Колос, 200.—280с.;

81. Шидловская В.П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов. Справочник.—М.: КолосС, 2004.—360с.;

82. Шидловская В.П. Ферменты молока. -М.: Агропромиздат, 1985. 152с.;

83. Шидловская В.П., Патратий А.П. Влияние условий хранения сырого молока на изменение его белковых фракций // Молочная пром-ть. 1976. - № 2.-С.7-9;

84. Щедушнов Д.Е. Потери при производстве творога // Переработка молока.—2005 № 3. — С.28;

85. Щедушнов Д.Е Сокращение потерь при производстве творога и сыра // Переработка молока.—2004 № 12. — С. 25;

86. Dalgleish D. G. Effect of milk concentration on the nature of curd formed during renneting a theoretical discussion // J. Dairy. Res. -1981.- V. 48. - № 1. - P.65 - 69;

87. Dalgleish D G. Effect of milk concentration on the rennet coagulation time // J. Dairy Res. 1980. - V. 47. - № 2. - P. 231 - 235;

88. Dulley I.R. Bovine milk protease // J. Dairy Res. 1972. - V. 39. - № 1. - P. 1 -9;

89. Eigel W.N., Batler J.E. et al. Nomenclature of proteins of cow's milk: fifth revision // J. Daily Sci. 1984. - V. 67. - № 8. - P. 1599 - 1631;

90. Farrell H.M. Models for casein micelle formation // J. Dairy Sci. 1973. - V. 56.-№9.-P. 1195- 1206;

91. Finot P. A. Chemical modifications of the milk proteins during processing and storage. //Kiel. Milchwirt. Forschungsher. 1983. - Bd. 35. - Nr.3 - S. 357 - 369;

92. Fox P.F. Proteinases in dairy technology. // Neth. Milk Dairy J. 1981. -V.35. - №3/4,- P. 233-253;

93. Fox P.F., Mulvihill D.M. Milk proteins: molecular, colloidal and functional properties // J. Dairy Res. 1982. - V. 49. - № 4. - P. 679 - 693

94. Gamier J., Ribadeau Dumas B. Structure of the casein micelle // J. Dairy Res. 1970. - V. 37. - № 3. - P. 493 - 507;

95. Green M.L., Crutchfield G. Density gradient electrophoresis of native and rennet - treated casein micelles // J. Dairy. Res. - 1971. - V. 38. - № 2. - P. 151 -163;

96. Green M.L, Morant S. V. Mechanism of aggregation of casein micelles in rennet treated milk//J. Dairy. Res.- 1981.- V.48.-№ l.-P. 57-63;

97. Holt C, Daviiies D.T., Law A.J.R Effect of colloidal phosfate content and free calcium ion concentration in the milk serum of dissociation of bovine casein micelles // J. Daiiy Res. 1986. - V.53. - № 4. - P. 557 - 572;

98. Igarashi Y. A method for determination of y-casein and its use for investigating proteolysis in bovine milk // J. Dairy Res. 1989. - V. 56. - P. 619 -629;

99. Congress. 1986.-P. 791-804;

100. Kirchmeiier 0. Pufferkapazitatenu nd Puffergleichggewichte der Milch // Milchwiss. 1980. Bd. 35. № 11. - S. 667 - 670;

101. Knoop H.M., Knoop E., Wiechen A. Sub-structure of synthetic casein micelles // J. Dairy Res. 1979. - V. 46. - № 2. - P. 347 - 352;104 .Koryck Dahl M., Dumas B.R. et al. Plasmin activity in milk I I J. Daily Sci. -1983. - V. 66. - № 4. p. 704 - 711;

102. Lawrence R.C., Creamer L.K., Gilles J. Texture development during cheese ripening. // J. Dairy Sci. 1987. - V. 70. - № 8. - P. 1748 - 1760;

103. Noomen A. Activity of proteolytic enzymes in simulated soft cheeses (Meshanger type). 1. Activity of milk protease // Neth. Milk Dairy J. 1978. -V.32. - № 1. - P. 26-68;

104. Yl.Payens T.A J Casein micelles: The colloid-chemical approach // J. Dairy Res. 1979. - V. 46. - № 2. - P. 291 - 306;

105. Qyist К. V. Reestablishment of the original rennetobility of milk after cooling I I Milchwiss. 1979. - Bd. 34. - Nr. 10. - S. 600 - 603.

106. Reimerdes E.H. Klostermeyer H., Sayk E. Milch Proteiasen. Fraktinierung von Komponenten des Proteinasen - Inhibitor systems der Milch. // Milchwiss.1976. Bd. 31. - № 6. - S. 329 - 334;

107. Reimerdes EH New aspects of nuturally occurring proteases in bovine milk // J. Dairy Sci. 1983. -V. 66. - № 8. - P. 1591 - 1600;

108. Slattery C.W., Evard R. A model for the formation and structure of casein micelles from subunits of variable compositions // Biochim. Biophys. Acta. 1973. V. 317. -№ 3.- P. 529-593;

109. Visser S Proteolytic enzymes and their action on milk proteins. A revier // Neth. Milk dairy J. 1981. - V. 35.- № 1. - P. 65 - 68;

110. Visser S., Noorman H.I. et al. Action of plasmin on bovine p-casein in a membrane reactor. // J. Dairy Res. 1989. - V. 56 - № 3. - P. 323 - 333;

111. Wato P. On the stability of casein micelles. // J. Dairy Sci. 1990. - V.73. -№8.-P. 1965-1979;

112. Walstra P. The voluminosity of bovine casein micelles and some of its implications // J. Dairy Res. 1979.-V. 45.-№ 2.-P. 317-323;

113. Waugh D F., Cremer L.K., Slattery C. W. Core polymers of casein micelles // Biochemistry. 1970. - V. 9. - № 4. - P. 786 - 795;

114. Whithney R.M., Rrunner J.R. et al. Nomenclature of proteins of cow's milk: fourth rivision // J. Dairy Sci. 1976. - V.59 - № 5. - P. 795-815;

115. Wit J.N. de. Structure and functional behavior of whey proteins // Neth. Milk Dairy J.-1981.-V. 35. № 1. - P. 47-64.