Инновации в технологии изготовления кисло молочных продуктов

Питательная ценность молока – определяется количеством жира и общего белка. Учет и оплата производится с перерасчета молока в базисный жир. Базисный жир – это массовая доля жира в молоке для Молдовы – 3,5 %.

Органолептические показатели – определяют в лаборатории: вкус, запах, цвет и консистенцию:

вкус - сладковатый;

запах - специфический;

цвет - белый c желтоватым оттенком;

консистенция - однородная, без осадка.

По требованиям стандарта  СМ-104 – коровье молоко делится  на следующие сорта: высший, I, II.

Молоко не соответствующее  требованиям II сорта, но с кислотностью не выше 20 градусов Тернера, бактериальной обсемененностью не ниже II класса, степенью частоты не ниже II группы принимается как не сортовое.

 

Таблица 4

Качество молока

Показатели	Качество
	Высшее	I	II
Вкус	Сладковатый, специфический свежего  молока
Запах	Свойственные для молока, без посторонних запахов и		Допускается слабо выраженный кормовой запах в зимне – весенний период года
Цвет	Белый с желтоватым оттенком
Консистенция	Однородное
Плотность, g/cm3	1,027	1,027	1,027
Кислотность, ○T	16 – 18	16 – 18	16 – 20
Группа чистоты, гр	I	I	II
Бактериальное обсеменение, тыс / мл	До 300	300 – 500	500 – 4000
Содержание соматических клеток, тыс / мл	500	500	750
Содержание ингибирующих веществ	Не допускается

 

Запрещается принимать  на предприятии молочной промышленности молоко при наличии в нем нейтрализующих веществ, антибиотиков, затхлым привкусом, резкими запахами полыни, лука и чеснока [20].

Заготовленное молоко должно быть цельным. Наиболее часто молоко фальсифицируют добавлением воды, обезжиренного  молока или подснятием сливок, добавлением нейтрализующих веществ (соды, аммиака), консервантов (антибиотиков, формальдегида, перекиси водорода) и т. п. Фальсификация чаще всего устанавливается по плотности и жира. При разбавлении молока водой снижается кислотность, плотность, содержание жира, белков, сухого остатка СОМО. Такое молоко плохо свертывается сычужным ферментом, снижается выход сырья, увеличиваются потери продукта.

 

 

 

 

3.2 Применение современного метода подготовки стандартных образцов молока и молочных продуктов для контроля качества

 

 

Для осуществления контроля качества на предприятиях молочной промышленности все большее распространение получают методы инструментального анализа. Данные методы экспрессны, обладают большими возможностями систематизации и обработки полученных результатов измерений, работы в системе «online», одновременного измерения от 3 до 10 параметров, что тоже увеличивает эффективность измерений.

В молочной промышленности очень эффективным оказалось применение инфракрасной спектроскопии ближней области спектра (БИК – спектроскопии) для измерения показателей качества молока и молочных продуктов.

По литературным данным, полученным из различных источников, етод инфракрасной спектроскопии ближней области спектра (БИК – спектроскопии) применялся для определения массовых долей жира, истинного белка, сывороточных и казеиновых белков, небелкового азота, лактозы, сухих веществ в молоке и молочных продуктах.

 В работе авторов  J. M. Lynch И D. M. Barbano приведены расширенные результаты исследований сухого молока по определению массовых долей жира, белка и сухих веществ с применением усовершенствованного метода стандартных образцов. Полученные данные позволяют расширить возможности применения инструментального метода для прямого определения массовых долей жира, белка, лактозы и сухих веществ в сухих молочных консервах минуя стадию восстановления. Применение метода инфракрасной спектроскопии ближней области спектра (БИК – спектроскопии) для анализа масла приведено в работе, полученные авторами результаты свидетельствуют, что применение искусственно созданных калибровочных образцов позволяет улучшать метрологические характеристики и получать достоверные результаты в течение 5 минут. [20]

Исследования проводятся в рамках научно-исследовательской работы «Применение современного метода подготовки калибровочных образцов молочных продуктов для БИКК спектрометрии на основе моделирования молочной матрицы». Как и приведенные источники, подавляющее большинство специализированной литературы по методу инфракрасной спектроскопии ближней области спектра (БИК – спектроскопии) выходит за рубежом и основные страны, занимающиеся данным вопросом, это страны Евросоюза, Япония, США, Канада, Аргентина и Новая Зеландия. В Казахстане отсутствует стандартизация методов количественного анализа в ближней области ИК спектра для измерения качественных параметров молока и молочных продуктов, а полное или частичное заимствование зарубежного опыта плохо воспроизводится на отечественных объектах исследований в силу изменчивости молочной матрицы и особенностей вырабатываемых молочных продуктов.

Однако большинство  работ по БИК анализу, имея целью изучение особенностей определения того или иного показателя, по каким-то причинам обходят самые важные вопросы – построения калибровочной зависимости, подбора калибровочной группы образцов. Ведь правильное построение калибровки – это 80% успеха проведения измерений при применении БИК анализа в контроле качества молочных продуктов. То же самое относится и ко многим другим, не упомянутым здесь работам, посвященным БИК анализу.

Безусловно, БИК спектросокопия обладает большим количеством достоинств для применения в контроле качества на предприятиях перерабатывающей промышленности:

1) отсутствие необходимости  высокой квалификации операторов;

2) отвечает требованиям одновременного определения содержания нескольких компонентов (элементов молочной матрицы) без значительного влияния на конечные результаты;

3) быстрота (обычно 0,5 –  1,5 мин);

4) простота проведения  измерений;

5) предварительная подготовка  образца минимальна;

6) возможность автоматизации измерений;

7) высокие характеристики  поточности проведения испытаний;

8) хорошая воспроизводимость  анализа;

9) хорошие характеристики  промывки и очистки основных  рабочих

узлов, подверженных загрязнению;

10) недеструктивное воздействие излучения на образец;

11) возможность организации переноса метода анализа с одного прибора на другой;

12) низкая потребность в растворах реактивов, посуде и труде обслуживающего персонала [1].

Для определения наиболее эффективных алгоритмов построения калибровочных образцов были выведены несколько экспериментальных калибровочных зависимостей. В качестве объектов исследования были отобраны следующие объекты: сухое цельное и сухое обезжиренное молоко, сухие сливки и сухая молочная сыворотка. По результатам исследований получены калибровочные зависимости с их математическими характеристиками, сформированы калибровочная и тестовая группы образцов.

Построение калибровочной  зависимости проводили с группой  образцов, не воздействиям. Измерения  калибруемых параметров проводились только арбитражными методами анализа с соблюдением всех правил и норм. Был расширен диапазон калибруемых параметров от наиболее низких до наиболее высоких значений с помощью стандартных образцов.

Оценивание стандартных  образцов проводили по качеству спектров и по результатам случайной математической ошибки перекрестной проверки (RMSECV). При этом если значение отклонения превышало определенную величину RMSECV троекратно, то данный образец не использовали.

При построении калибровочной зависимости по измерению массовых долей жира, белка и влаги были получены искусственные калибровочные образцы. Их изготовление производилось путем смешивания из близких по физико-химическим свойствам и технологии получения образцов, по данным которых строится калибровочная зависимость. Применялись следующие исходные компоненты: сухое обезжиренное и сухое цельное молоко, сухая молочная сыворотка, сухие сливки.

Выполнение данных мероприятий позволило снизить влияние компонентов молочной матрицы на результат измерений. Проводили моделирование массива калибровочных образцов по измеряемым показателям без внесения чистых веществ, добились значительного улучшения степени и равномерности покрытия калибровочного диапазона, повысили разнообразность сочетания компонентов в образцах, изменили корреляционные зависимости между ними. В результате проведения испытаний тестовой группы образцов было зафиксировано уменьшение случайной математической ошибки определения (RMSECV). Таким образом, удалось улучшить степень воспроизводства результатов измерений и повысить эффективность определения массовых долей жира, белка, лактозы и сухих веществ.

 

 

3.3 Инновационная разработка нового упаковочного материала, модифицированного антимикробной добавкой

 

 

Стабилизация и придание функциональных свойств продуктам в большинстве случаев достигается за счет использования натуральных компонентов в качестве биологически активных добавок в продуктах питания.

Между тем зачастую спектр свойств, проявляемый подобными компонентами, достаточно широк, что позволяет значительно расширить область их применения. Увеличение сроков хранения достигается путем введения консервантов в продукт или за счет грамотно подобранного упаковочного материала. Совмещение этих двух тенденций в получении полимерных упаковочных пленок, содержащих природные компоненты, способные предотвратить микробиальную порчу и продлить сроки хранения, представляется одним из наиболее перспективных направлений в создании новых упаковочных материалов для пищевых продуктов.

При разработке подобных материалов необходимо учитывать ряд  факторов: метод получения, температурные  режимы переработки, процентное содержание добавки. Так, переработка наиболее используемой в молочной промышленности полиэтиленовой (ПЭ) пленки методом экструзии происходит при температуре выше 150 °С. Если добавка обладает температурой плавления намного ниже температуры переработки, то при плавлении смеси гранулы ПЭ / добавка в экструдере вероятно протекание деструкции или «горения» добавки, что в свою очередь не позволяет получить качественный пленочный материал. Поскольку материал предназначен для упаковки пищевых продуктов, необходимо учитывать санитарно-гигиенические характеристики потенциальной добавки [2].

Известен ряд экстрактов, обладающих широким спектром антибактериальных, антиоксидантных, фармакологических  свойств и полученных из растительного сырья – экстракты коры дуба, тысячелистника, пиона уклоняющегося, шалфея, укропа и др. Из множества подобных полученных и исследуемых российскими учеными экстрактов для определения возможности создания полимерной пленки, модифицированной природным антибактериальным компонентом, нами был выбран экстракт бересты.

Он обладает рядом  преимуществ: температура плавления находится в диапазоне температур переработки полиэтилена, имеет инертный вкус, запах, цвет, микробиологически стерилен и гигиенически безопасен. Известны его антибактериальная, противовирусная, противовоспалительная, противоаллергическая, антигипоксантная активность [19].

Данный экстракт является многокомпонентной системой, содержащей лупеол, лупенон, увеол, бетулин, ацетат бетулина, аллобетулин, изобетуленол, олеаноловую кислоту. Основным действующим веществом считается бетулин, содержание которого может достигать 85–90%.

Бетулин входит в список биологически активных добавок (БАД), рекомендованных органами потреб надзора для оптимизации питания и здоровья населения, а также входит в ряд фито препаратов и лекарственных средств.

Методом экструзии с раздувом были получены опытные образцы пленки с различным содержанием антибактериального компонента: 0,2%, 0,3% и 0,4%. Стоит отметить, что переработка композиций при всех выбранных концентраций добавки осуществлялась на том же оборудовании и без существенных изменений технологических параметров, что и немодифицированного ПЭ.

Поверхность полученных пленок изучали под микроскопом при увеличении 600 раз. На микроснимках видно изменение структуры поверхности пленок за счет миграции на поверхность частиц добавки. С повышением концентрации модификатора количество частиц на поверхности увеличивается, что отражается на внешнем виде пленки – образуется матовый налет.

Были проведены исследования влияния антибактериальной добавки на физико-механические свойства пленки. Для использования полиэтиленовой пленки в качестве упаковки необходимо, чтобы значения прочности при разрыве и относительного удлинения при растяжении соответствовали значениям, приведенным в нормативной документации. По результатам исследования можно сделать вывод, что введение в пленку бетулина до 0,4% существенного влияния на физико-механические свойства не оказывают. По выводам исследования можно порекомендовать разработку предприятиям производящим пищевые продукты.

 

3.4 Гигиенические требования к проектированию упаковочного оборудования