Роль дисперсионной среды в формировании молочной пены Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Оптимальная титруемая кислотность сырьевых компонентов 18-22°Т. С увеличением дозы белка и сухих веществ в сырье выход продукта увеличивается. Изучали воздействие основных технологических параметров процесса термокислотной коагуляции казеина и сывороточных белков - температуры и продолжительности выдержки - на уровень активной кислотности смеси в момент коагуляции.

На рис. 2 представлено влияние активной кислотности и температуры смеси на остаточное содержание белка и жира в сыворотке.

С увеличением температуры с 75 до 95° С повышается полнота выделения белков из смеси, о чем свидетельствует уменьшение остаточного содержания белка в депротеинизированной сыворотке: 0,2% при рН 5,3.

Минимальное содержание жира 0% в депротеинизированной сыворотке наблюдается при температуре коагуляции смеси 95°С и рН 5,3.

Исследовали комплексное воздействие температуры коагуляции, продолжительности выдержки и рН на выходной параметр - влажность сыра.

Для получения оптимальной влажности готового продукта 58-60% необходимо соблюдать установленные термокислотные параметры коагуляции с выдержкой смеси 20-30 мин.

Таким образом, для выработки сыра с хорошими органолептическими показателями, высоким выходом, минимальными потерями белка и жира в сыворотку оптимальны следующие режимы коагуляции: температура (95 ± 1)°С; продолжительность выдержки (25 ± 5) мин; рН (5,3 ± 0,1). Эти данные использовали при разработке технологии и технической документации на сыры Адыгейский альпийский и Адыгейский степной

Кафедра прикладной биотехнологии

Поступила 29.01.03 г.

[637.12:66.069.85]:532.696.22

РОЛЬ ДИСПЕРСИОННОЙ СРЕДЫ В ФОРМИРОВАНИИ МОЛОЧНОЙ ПЕНЫ

Т.Л. ОСТРОУМОВА, А.Ю. ПРОСЕКОВ

Всероссийский научно-исследовательский институт молочной пром ышленности

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Молоко является многокомпонентной полидис-персной системой, поскольку его составные компоненты находятся в состоянии тонкораздробленном (жировая фаза), коллоидном (белки), истинного раствора (лактоза, минеральные соли) и распределены в плазме (дисперсионной среде) молока. В теоретическом плане применительно к молочному производству роль дисперсионной среды в формировании пены в совокупности с другими факторами еще недостаточно изучена, поэтому до сих пор остается открытым вопрос о механизме формирования пенных пленок и физико-химическая сущность этого явления.

Цель данной работы - создание модели по оценке роли дисперсионной среды в пенообразовании молока.

Применительно к молочным жидкостям следует комплексно оценить влияние основных компонентов, входящих в состав молока, с точки зрения компенсации поверхностного потенциала, возникающего на границе раздела фаз, и, следовательно, электрохимическую природу пенообразования в молоке. Все меж-фазные поверхности обладают разностью потенциалов, обусловленной особым распределением заряженных частиц на поверхности, или полем, возникающим за счет постоянных или индуцированных диполей. Эта разность потенциалов приводит к перераспределению заряда в примыкающей фазе и образованию двойного электрического слоя, т. е. в межфазной поверхности

имеет место изменение поверхностного потенциала, определяемого работой переноса единичного заряда.

Для оценки роли плазмы в формировании межфаз-ных поверхностей на основе поверхностного потенциала диполей воды примем следующие допущения: ориентированные диполи воды создают сильное поверхностное поле;

вода имеет мультиплетную модель строения, основанную на жестких дипольных и квадрупольных моментах;

молекулы воды преимущественно ориентируются атомами кислорода в сторону газовой фазы, что приводит к положительному значению поверхностного потенциала (правило Стиллинджера и Бен-Наима);

поверхностный потенциал воды составляет 0,1 В; электрокинетический потенциал мицелл казеина составляет -47,6 мВ, пара-%-казеина порядка -3,5 мВ, жировых шариков в среднем 14 мВ;

поверхностный потенциал в водно-органических растворах является величиной постоянной, начиная с определенного значения.

Таким образом, модель стабилизирующих межфаз-ные пленки поверхностно-активных веществ является квазикапельной моделью с жидкоподобным ядром, образованным гидрофобными участками межфазной пленки. В случае стабилизации пенных пленок жировой фазой гидрофобными являются глобулы триглицеридов, а при мицеллярном участии - взаимодействия ассоциированных казеиновых частиц. При этом в силу поверхностного потенциала и мультиплетной модели строения воды возможно максимальное в соответствии с правилами упаковки проникновение в чередующиеся слои молекул растворителя (дисперсионной

пос,

%

450

400

350

300

250

У : : О • . % *о * 4 *а * % *

Ч ^ *0, У оХ ч у < у у *

у/ ч * со О * *

3 ^ /У, * \ \ 2 . *

2^ 1 ®—' V

УП,

%

80

60

40

20

0,6

0,7 0,8 0,9

Активность воды ---- ПОС - - - УП

0,985

среды), сопровождающееся появлением молекулярных агрегатов из двух, трех и более молекул, участвующих в стабилизации структуры. По мере увеличения числа стабилизирующих молекул дисперсионная среда вытесняется из адсорбционных слоев каналов Плато-Г иббса, повышая устойчивость дисперсий.

Установлено, что величина расклинивающего давления является постоянной для пены со сферической формой частиц дисперсной фазы: диаметр пузырьков > 5 мкм, доля воздушной фазы < 0,6. При переходе пены к ячеисто-пленочной системе как более высокоорганизованной расклинивающее давление повышается и достигает своих максимальных значений. Следовательно, дисперсионная среда молока - фактор снижения устойчивости, поскольку увеличение диаметра каналов снижает показатель расклинивающего давления и нивелирует данный фактор устойчивости.

Таким образом, вода вступает во взаимодействие с компонентами дисперсионной среды, поскольку является сильным полярным растворителем и ослабляет силы взаимного притяжения между противоположно заряженными ионами. Степень участия воды в физико-химических реакциях зависит от показателя ее активности, следовательно, коллоидные процессы фор-

мирования пенообразных систем и межфазных пленок будут обусловлены подвижностью влаги в каналах Плато-Гиббса. Взаимосвязь показателя активности с пенообразующими характеристиками восстановленного обезжиренного молока приведена на рисунке (массовая доля белка, %: 1 - 8,0; 2 - 10,0; 3 - 12,0).

Белковые молекулы, являясь пенообразователем, способствуют увеличению объема при диспергировании газа в дисперсионной среде. При показателе активности воды > 0,9 значения пенообразующей способности (ПОС) стабилизируются и достигают своих максимальных величин независимо от массовой доли белка. Полученные пенообразные массы имеют минимальную устойчивость (УП), что обусловлено несколькими факторами. Во-первых, происходит увеличение значений межфазной поверхности до своих максимальных величин и, как следствие, запас свободной поверхностной энергии на межфазных пленках увеличивается, что является причиной коалесценции. Во-вторых, с возрастанием показателя активности воды вязкость систем снижается, что служит причиной увеличения доли непрочно связанной дисперсионной среды, имеющей большую тенденцию к синерезису из каналов пены. В-третьих, увеличение показателя активности воды является следствием снижения концентрации гелеобразующих коллоидных веществ, например, мицелл казеина, которые не только способствуют образованию сольватных слоев в каналах, но являются внешним фактором стабилизации пенных пленок.

Таким образом, показатель активности воды представляет собой универсальный параметр, необходимый для контроля качества продукции и позволяющий прогнозировать возможность образования пенообразных структур из молочных объектов с последующей оценкой их устойчивости.

Кафедра технологии молока и молочных продуктов

Поступила 28.02.05 г.

663.44

ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ НАСЫЩЕНИЯ ПИВНОГО СУСЛА НА НАКОПЛЕНИЕ ЭТИЛОВОГО СПИРТА В ХОДЕ СБРАЖИВАНИЯ

Г.И. КОСМИНСКИЙ, Е.М. МОРГУНОВА,

О.И. ИВАНЧИКОВА

Могилевский государственный университет продовольствия

В процессе гликолиза после нескольких сложных промежуточных реакций возникает пируват (пирови-ноградная кислота), который затем превращается в этиловый спирт и углекислоту. При дыхании пируват транспортируется в митохондрии и сжигается до углекислоты и воды с несравненно большим энергетическим выходом, чем при брожении [1].

Возможность сбраживать пируват имеют только дрожжи, однако при наличии кислорода брожение сильно замедляется или совсем прекращается (эффект Пастера). С другой стороны, если концентрация сахара

в среде превышает 0,1 г/л, то замедляется работа дыхательного ферментного комплекса и вместе с дыханием происходит брожение (эффект Кретбри) [1].

Существует возможность применения указанных эффектов для получения безалкогольного пива с содержанием спирта не выше 0,5% об. путем повышенной аэрации пивного сусла перед брожением.

Цель данной работы - исследование влияния степени насыщения пивного сусла перед главным брожением на накопление этилового спирта в молодом пиве при получении безалкогольного пива.

Объектом исследований служило пивное сусло с начальной концентрацией сухих веществ 7%.