Изменение компонентов молока - белков, липидов, солей, витаминов и ферментов при его хранении в охлажденном состоянии.

Изменение компонентов молока - белков, липидов, солей, витаминов и ферментов при его хранении в охлажденном состоянии.

При воздействии низких температур на коллоидную систему молока наиболее значительным изменениям подвергаются белки, жиры, менее значительным- витамины и соли. Нарушение структуры белков, жиров ухудшает органолептические, физико-химические и технологические свойства молока. Белки. Длительное охлаждение молока при 4С в течение 48 часов приводит к повышению до 22-60% растворимого казеина в составе молока. Это происходит за счёт выделения -казеина из мицелл и субмицелл молока, т.к. -казеин переходит в плазму молока в виде мономеров, то они более чувствительны к действию нативных и бактериальных протеаз. В результате протеолиза β-казеин распадается на γ-казеин и фосфопептиды. Показано, что из нативных протеаз основной вклад в протеолиз вносит щелочная нативная протеаза, которая идентична ферменту плазмы крови животных-плазмину. Щлочные протеазы имеют оптимум действия при рН =7,5-8 и температуре 37ºС, но проявляют достаточно высокую активность при рН=6,5-9. Эта протеаза гидролизует пептидные связи, образованные аргенином и лизином, особенно много плазмина (щелочной фосфатазы) содержит молозиво и маститное молоко. На активность этого фермента влияют активаторы и ингибиторы, содежащиеся в молоке, предпологают, что ингибирующее действие на протеазу оказывает β-лактоглобулин. Плазмин обладает специфичностью по отношению к фракциям казеина, предпочтительно атакует β- и αs2-казеин (и возможно к -казеин), неактивен по отношению к αs1-казеину.

Гидролиз белков в сыром охлажденном молоке при длительном хранении могут вызывать протеолитичесике ферменты бактерий p. Pseudomonas, p. Achromobacter, p. Alkaligens и др. Бактериальные протеазы атакуют в большей степени к-казеин, находящийся на поверхности казеина в виде волосков, чем др казеиновые фракции и могут способствовать образованию горьких пептидов и др нежелательных продуктов, придающих молоку посторонние привкусы. Поэтому желательно применять пастеризацию или термизацию (температуры 60-65ºС, выдержка 20-30мин) перед длительным хранением молока, что позволит снизить протеолитическую активность ферментов, описанных выше.

Липиды. При хранении молока +4ºС меняется агрегационное состояние ТАГ жира и нарушается структура ОЖШ. ОЖШ становиться хрупкой и проницаемой для жидкого жира, т.е наступает дестабилизация жира и выход его за пределы ОЖШ. Перемешивание охлаждённого молока увеличивает степень дестабилизации. Свободный жир лучше атакуется нативными и бактериальными липолитическими ферментами, что приводит к выделению свободных жирных кислот и появлению прогорклого, салистого вкуса молока.

Действие липаз p. Pseudomonas, p. Achromobacter актуально лишь при содержании этих бактерий в количестве свыше 107-106 клеток в 1 см3. При гидролизе жира нативными липазами можно выделить 2 типа липолиза:

1) спонтанный липолиз – происходит при охлаждении молока склонного к прогарканию. В процессе охлаждения плазменная липаза связываясь с ОЖШ становиться мембранной и вызывает гидролиз жира. Чувствительность молочного жира к липолизу обуславливается зоотехнологическими факторами: индивидуальной особенностью животного, физиологическим состоянием, стадией лактации, режимами кормления и др. Этот вид липолиза характерен для стародойного мол. и молока полученного от коров больных маститом.

2) индуцированный липолиз возникает при разрушении ОЖШ. В этом случае прогорканию молока способствует нарушение техники машинного доения. Установлено, что частота возникновения липолиза молока при доении коров вручную в 1,5-2 раза ниже, чем при машинном доении. Повышается активность липазы при длительном транспортировании, многократном перемешивании и перекачивании а т ж в процессе длительного хранения при низких температурах. Содержание свободных жирных кислот в молоке к концу 2-х суток увеличивается на 50% (t 3-5С). Прогорклый вкус молока и посторонние запахи чувствуются в молоке при содержании свободных жирных кислот при разной концентрации, в среднем 20 мг%. Молочные продукты и особенно масло, выработанное из молока в котором протекают липолитические процессы имеет пороки вкуса и запаха. Поэтому при выработке этих продуктов необходимо соблюдать степень липолиза перед переработкой, правила хранения. На практике пригодность молока для переработки на масло и другие продукты контролируют в основном органолептически,хотя ряд авторов советуют ввести контроль титрование молочного жира с определением кислотного числа.

Соли, витамины, ферменты. При охлаждении, транспортировании молока происходит перераспределение форм минеральных веществ, некоторое снижение количества водорастворимых витаминов и повышение активности ферментов. Часть мицелиарного фосфата кальция становиться растворимым, переходит в плазму молока,. При охлаждении и хранении молока снижение содержания витаминов почти не наблюдается, кроме витамина С, в меньшей степени тиамина и рибофлавина. При хранении охлажденного молока в течении 2 суток витамин С разрушается на 18 % в течении 3- на 30-70%. Хранение молока в этих условиях может вызвать повышение активности плазмина, липазы и ксантиноксидазы

 

Мембранные методы обработки молока и сыворотки. Концентрирование молока с использованием ультрафильтрации.

Эти методы используются при производстве КСБ, особенно важно для производства продуктов детского питания, творога, кисломолочных напитков и т.д.

УФ-я молока при 54 ºC в течение 2 ч. вызывает денатурацию 15-20% сывороточных белков и их ассоциацию с казеином. Особенно значительна денатурация сывороточных белков до 75-90 % наблюдается, при диофильтрации из-за удаления из концентрата лактозы, которая обладает защитными свойствами по отношению к белкам. УФ-я молока перед сычужным свертыванием при низкой и средней степени концентрирования (2 раза), при выработке твердых сычужных сыров и мягких сыров и творога понижает скорость свертывания белков молока в первом случае в 3 раза, а во втором незначительно. Поэтому этот метод концентрирования эффективней применять для производства творога и мягких сыров, особенно для детского питания, поскольку сывороточные белки не удаляются вместе с сывороткой, а остаются, в продукте повышая биологическую значимость. Кроме того, применения УФ-я позволяет стандартизировать содержание белка в исходном молоке. Способствует повышению выхода продукта, сокращает расход потери белка сывороткой.

Концентрирование молока с использованием УФ-и при высоких факторах концентрирования в 5 раз и выше, оказывает не желательное влияние на структурно- механические и синергетические свойства образующихся сгустков консистенцию сыра и творога.

С увеличением степени концентрирования молока возрастает количество казеина, не успевшего внедрится в структуру сычужного сгустка, это способствует увеличению потерь белка сывороткой, чтобы уменьшить такие потери сгусток выдерживают перед его разрезкой.

Сгусток, получаемый, из УФ-нного концентрата имеет повышенную связность, необычайно крупную белковую решетку, плохо разрезается и перемешивается. Характеризуется твердой, сухой консистенцией, а творог может приобретать горечь вследствие увеличения концентрации Ca+, т.к. при связывании Са в сгустке происходит его излишняя гидратация. Поэтому для предотвращения этих дефектов рекомендуется концентрированное молоко гомогенизировать, а для снижения содержания Ca+ в твороге перед УФ-цией добавлять в молоко лимонную кислоту и NaOH с последующей диафильтрацией концентрата.

 

Сгущение и сушка молока.

Изменение белкового, липидного, солевого и углеводного, витаминного состава молока, которое началось при предварительной тепловой обработке, продолжается во время сгущения и сушки, а также при хранении полученных консервов.

Белки и соли. В процессе сгущения дестабилизирующее и определяющее действие сравнительно высоких температур на белки молока, также как казеинат кальций фосфатный комплекс казеина и сывороточные белки при постоянно возрастающей белковой фазы прогрессирует. О взаимодействии сблизившихся белковых частиц во время сгущения свидетельствует очень быстрое скачкообразное повышение вязкости молока. Оптимальная вязкость сгущенного молока с сахаром должна быть 3-5 Па/с. Однако низкие показатели вязкости продукта приводят к отстаиванию белково-жирового слоя, липолизу жира и появление прогорклого вкуса. Значительное увеличение молекулярной массы частиц казеина до содержания СВ выше 25%. При 30% концентрации СВ в сгущенном молоке молекулярная масса частиц казеина увеличивается более чем в 4 раза. А при концентрировании СВ 42% она увеличивается в 7 раз. Так при повышении концентрации СВ от 27% до 60% средний размер белковых частиц увеличивается от 155до 306нм. В сухом восстановленном молоке он составляет около 328нм, т.е. по сравнению с исходным молоком дисперсность частиц после сгущения и сушки понижается в среднем в 2,3 и 2,5 раза соответственно.

С использованием микрофотографии показано, что в сгущенном молоке содержатся агрегаты казеиновых мицелл, которые соединены в виде цепочек, сухое восстановленное молоко содержит агрегаты разнообразной формы, состоящие из большого количества белковых частиц и их осколков.

При восстановлении сухого молока наблюдается более плотное по сравнению с исходным молоком упаковка мицелл. Предполагают, что агрегированию казеиновых мицелл способствуют сывороточные белки, степень денатурации которых в процессе сгущения увеличивается.

Основным методом предупреждения коагуляции казеина во время сгущения молока и последующей ее стерилизации заключается в снижении в молочной смеси избыточного количества ионизированного кальция. Для этого перед сгущением в молоко вносят цитраты и фосфаты калия или натрия. Кроме того для повышения тепловой стойкости молока его нагревают до t=75^oC и центрифугируют для удаления неустойчивых белковых агрегатов и коллоидного фосфата кальция. Иногда нагревание молока проводят перед его сгущением до 120-130^оС для образования комплексов между казеином и бета-лактоглобулином.

Лактоза. Взаимодействие лактозы, белков и свободных аминокислот, т.е. реакции Майяра начинается в процессе сгущения и продолжается при хранении полученных молочных консервов. Потемнение сгущенного молока с сахаром может способствовать использование сахарозы с высоким содержанием инвертного сахара (глюкозы и фруктозы) в количестве 0,7-1% поскольку моносахариды особенно активно вступают в реакцию Майяра. Потемнению сгущенного молока способствует повышение содержания влаги в продукте и хранении продукта при повышенных температурах.

Потемнению сухого молока способствует длительная выдержка сгущенного молока перед сушкой и повышение активности воды в продукте до величины 0,6-0,7. В молочных консервах происходят потери доступного лизина в сгущенном молоке до 20% при выработке сухого молока около 15%. Кроме того в них снижено содержание метионина и цистеина.

Технологические аспекты выработки мясопродуктов из мяса в зависимости от степени его созревания. Образование вкуса и аромата мяса в процессе автолиза. Мясо с признаками PSE и DFD.

Контроль качества сырья, получаемый при первичной переработке осуществляют путем определения рН мяса ч/з 1-2 часа после убоя.

Как правило, в мясе с нормальным развитием автолиза его нежность и ВСС достигают оптимального значения ч/з 5-7 часов при хранении при 00С, органолептически к 10-14 суткам.

Сырье с 13-15 суточным периодом созревания пригодно для изготовления практически всех видов колбас, п/ф и соленых изделий. Наилучший вид сырья для производства натуральных п/ф-ов, мясо с периодом выдержки 7-10 суток созревания. Парное мясо рекомендуется использовать для производства эмульгированных вареных колбас, соленых изделий из свиного мяса, поскольку белки парного мяса обладают повышенной ВСС и эмульгирующими св-ми. Развариваемость коллагена у парного мяса мах. Эти показатели парного мяса определяют высокий выход готовой продукции, низкую вероятность образования дефектов при тепловой обработке. В 1-е часы после убоя парное мясо практически бактерицидно и содержит незначительное количество м/ов. Поэтому при построении технологической схемы выработки продукции из парного мяса исключается необходимость энергозатрат и площадей для его охлаждения. Однако такая работа требует большой оперативности для торможения развития посмертного окачинения, при этом применяют следующие технологические операции: быстрая заморозка мяса путем использования «сухого» льда, быстрое измельчение парного мяса и посол с введением 2-4% р-ра NaCL, инъекциирование рассолов в отруба непосредственно после разделки туш, применение сублимационной сушки парного мяса и др.

Образование вкуса и аромата мяса в процессе автолиза. Во время созревания мяса оно приобретает сочность, характерный вкус и аромат. Образование вкуса и ароматобразующих компонентов происходит автолитическим превращениям б., л., угл., нуклеотидов и др. составных частей мяса. Скорость накопления потенциальных предшественников вкуса и аромата, букет которых формируется в процессе кулинарной обработки зависит от условий хранения мяса(главным образом от темпер-ры) и обусловлен деградацией высокомолекулярных веществ мышечной ткани. В период окачинения вкус и аромат – минимальны, из-за агрегационных взаимодействий – образование актомиозина, преобладает слегка кисловатый вкус. Затем в результате накопления ам.к-т при гидролизе белков, распаде нуклеотидов, углеводов и жиров, увеличивается содержание моносахаридов, обладающих выраженным вкусом (глюкоза – при распаде гликогена, галактоза – при распаде церобразидов, пентозы – при распаде нуклеиновых кислот). Накопление этих продуктов по ходу автолиза начинает осуществляться после 48 часов после убоя и мах на 5-7 сутки.

Мясо с признаками PSE и DFD. Различают мясо с повышенным содержанием рН – DFD и экссудативное мясо – PSE.

Мясо с признаками DFD имее ч/з 24 часа после убоя уровень рН выше 6,3, темную окраску, грубую структуру волокон. Оно обладает повышенной ВСС, повышенной липкостью и обычно характерно для молодых животных КРС подвергавшихся различным видам длительного стресса до убоя. Вследствие прижизненного распада гликогена, количество образовавшейся молочной кислоты в мясе таких животных невелико, и миофибреллярные белки в мясе DFD имеют хорошую растворимость. Высокие значения рН ограничивают продолжительность его хранения в связи с этим, мясо DFD чаще не используют для выработки сырокопченых изделий. Благодаря высокой ВСС используют для производства вареных колбас, соленых изделий, быстрозамороженных п/ф-ов.

Мясо с признаками PSE хар-ся светлой окраской, мягкой рыхлой консистенцией, выделением мясного сока из-за низкого значения ВСС, кисловатым привкусом. Признаки PSE чаще имеет свинина, мясо полученное от убоя животного с интенсивным откормом, с ограниченной подвижностью при содержании, а также может быть обусловлено генетическими св-ми, воздействию кратковременных стрессов и чрезмерной возбудимостью. В первую очередь эксудативности подвержены ценные части туши: длиннейшая мышца окорока. После убоя таких животных в мышечной ткани происходит интенсивный распад гликогена, посмертное окачинение наступает быстрее. В течение 60 мин. рН мяса снижается до 5,2-5,5, однако, поскольку температура сырья в этот период сохраняется на высоком уровне, происходит конформация саркоплазматических белков и их взаимодействие с белками миофибрилл. Мясо с этими признаками не используется для выработки ПДП. Рекомендуется использовать мясо с признаками PSE в парном состоянии после введения р-ов NaCL, при этом ВСС ув-ся; используют в сочетании с мясом с признаками DFD; в комплексе с соевыми изолятом, с введение фосфатов при посоле.

 

Требования к мясному сырью при производстве продуктов детского питания.

При выборе животноводческих хозяйств, поставщиков мяса для продуктов детского питания производится проверка особенностей организации кормовой базы, способа откорма и выращивания скота (КРС, свиней и лошадей), а также проводится токсикологическая оценка мяса убойных животных. ВНИИМ ПРОМ и институтом питания РАМН разработаны требования по химической безопасности мясного сырья, полеченного без стимуляторов роста, гормональных препаратов, кормовых антибиотиков, синтетических азотосодержащих веществ, продуктов микробного синтеза и других видов нетрадиционных кормовых средств.

В этих требованиях определены два уровня допустимого содержания потенциально опасных для здоровья химических веществ, неорганических: Zn, Hg, Cd, Cu, Pb, As, Cl; органических и ртутьсодержащих пестицидов, нитратов, нитритов, нитрозоаминов; биологических веществ: антибиотиков, гормональных препаратов, микотоксинов, радионуклеидов цезия и стронция.

Периодичность контроля-один раз в три месяца (определено ГОСТом).

Качество сырья и продуктов из мяса для детского питания. Для производства продуктов из мяса для детского питания для детей от 5 мес. до 1 года необходимо использовать говядину, полученную от молодых здоровых животных. Пищевая ценность говяжьего мяса во многом определяется возрастом и живой массой животного перед убоем. В процессе роста и развития животного происходит количественные и качественные изменения, связанные с уровнем массы и изменениями морфологического состава туши. С возрастом мясо КРС становится более жёстким, т.к. мышечное волокно становится толще и грубее, относительное содержание соединительной ткани уменьшается. Также уменьшается способность коллагена к гидротермической деструкции при нагреве (термической обработке). Снижается относительное количество воды и белковых веществ и увеличивается содержание жира. Для продуктов детского питания необходимо мясо с высоким содержанием полноценного белка и малым содержанием говяжьего жира, т.к. он не усваивается организмом ребёнка. Таким требованиям отвечает мясо бычков в возрасте 12-20 мес., откормленных в промышленных комплексах.

Мясо тёлочек менее пригодно для выработки МКДП, т.к. содержание жира в нём, особенно внутримышечного намного превышает его содержание в мясе бычков. Мясо бычков-кастратов содержит в 1,5-2,3 раза больше внутримышечного жира и превышает массу туши бычков некастрированных в 1,3-1,5 раза. Мясо бычков по морфологическому составу, химическим показателям имеет более высокий % протеина, зольныз элементов, воды, и меньший % жира, а также по меньшему содержанию токсических веществ превосходит мясо бычков-кастратов. Эти показатели также сильно зависят от породы животных. Исследования мяса различных пород КРС: чёрно-пёстрых пород, красно-степной и альпийской пород показало, что более высокий уровень белка, большее количество витаминов группы В при меньшем содержании жира и токсичных элементов отмечается в мясе животных чёрно-пёстрой породы.

Необходимо отметить, что в последние годы из промышленных комплексов возрастает поступление упитанного скота. Молодняк КРС должен соответствовать следующим требованиям: формы туловища округлые, мускулатура развита хорошо, остистые отростки позвонков, сидалищные бугры и моклоки слегка выступают.

Живая масса бычков и бычков-кастратов свыше 400 кг и тёлочек свыше 350 кг.

Свиньи беконные: молодняк в возрасте до 8 мес. Толщина шпика над остистыми отростками между 6 и 7 грудными пзвонками (не считая толщины шкуры)-1,5-3,5 см, живая масса 80-105 кг.

Свиньи мясные: молодняк, непоросившаяся самка или кастрированный самец живой массой 80-15 кг с удлинённым недостаточно округлым туловищем. Толщина шпика между6 и 7 позвонками (не считая толщины шкуры) 1,5-4 см.

Мясо с признаками PSE и DFD для выработки продуктов детского питания не используется. Расстояние транспортировки животных не должно превышать 200 км.

Для снижения вероятности микробиологического заражения мяса при его убое и разделке переработку животных на МКДП необходимо выполнять в отдельную смену или отдельной партией в начале смены, предварительно проведя санитарную обработку помещений цеха, машин и оборудования.

Изменение компонентов молока - белков, липидов, солей, витаминов и ферментов при его хранении в охлажденном состоянии.

При воздействии низких температур на коллоидную систему молока наиболее значительным изменениям подвергаются белки, жиры, менее значительным- витамины и соли. Нарушение структуры белков, жиров ухудшает органолептические, физико-химические и технологические свойства молока. Белки. Длительное охлаждение молока при 4С в течение 48 часов приводит к повышению до 22-60% растворимого казеина в составе молока. Это происходит за счёт выделения -казеина из мицелл и субмицелл молока, т.к. -казеин переходит в плазму молока в виде мономеров, то они более чувствительны к действию нативных и бактериальных протеаз. В результате протеолиза β-казеин распадается на γ-казеин и фосфопептиды. Показано, что из нативных протеаз основной вклад в протеолиз вносит щелочная нативная протеаза, которая идентична ферменту плазмы крови животных-плазмину. Щлочные протеазы имеют оптимум действия при рН =7,5-8 и температуре 37ºС, но проявляют достаточно высокую активность при рН=6,5-9. Эта протеаза гидролизует пептидные связи, образованные аргенином и лизином, особенно много плазмина (щелочной фосфатазы) содержит молозиво и маститное молоко. На активность этого фермента влияют активаторы и ингибиторы, содежащиеся в молоке, предпологают, что ингибирующее действие на протеазу оказывает β-лактоглобулин. Плазмин обладает специфичностью по отношению к фракциям казеина, предпочтительно атакует β- и αs2-казеин (и возможно к -казеин), неактивен по отношению к αs1-казеину.

Гидролиз белков в сыром охлажденном молоке при длительном хранении могут вызывать протеолитичесике ферменты бактерий p. Pseudomonas, p. Achromobacter, p. Alkaligens и др. Бактериальные протеазы атакуют в большей степени к-казеин, находящийся на поверхности казеина в виде волосков, чем др казеиновые фракции и могут способствовать образованию горьких пептидов и др нежелательных продуктов, придающих молоку посторонние привкусы. Поэтому желательно применять пастеризацию или термизацию (температуры 60-65ºС, выдержка 20-30мин) перед длительным хранением молока, что позволит снизить протеолитическую активность ферментов, описанных выше.

Липиды. При хранении молока +4ºС меняется агрегационное состояние ТАГ жира и нарушается структура ОЖШ. ОЖШ становиться хрупкой и проницаемой для жидкого жира, т.е наступает дестабилизация жира и выход его за пределы ОЖШ. Перемешивание охлаждённого молока увеличивает степень дестабилизации. Свободный жир лучше атакуется нативными и бактериальными липолитическими ферментами, что приводит к выделению свободных жирных кислот и появлению прогорклого, салистого вкуса молока.

Действие липаз p. Pseudomonas, p. Achromobacter актуально лишь при содержании этих бактерий в количестве свыше 107-106 клеток в 1 см3. При гидролизе жира нативными липазами можно выделить 2 типа липолиза:

1) спонтанный липолиз – происходит при охлаждении молока склонного к прогарканию. В процессе охлаждения плазменная липаза связываясь с ОЖШ становиться мембранной и вызывает гидролиз жира. Чувствительность молочного жира к липолизу обуславливается зоотехнологическими факторами: индивидуальной особенностью животного, физиологическим состоянием, стадией лактации, режимами кормления и др. Этот вид липолиза характерен для стародойного мол. и молока полученного от коров больных маститом.

2) индуцированный липолиз возникает при разрушении ОЖШ. В этом случае прогорканию молока способствует нарушение техники машинного доения. Установлено, что частота возникновения липолиза молока при доении коров вручную в 1,5-2 раза ниже, чем при машинном доении. Повышается активность липазы при длительном транспортировании, многократном перемешивании и перекачивании а т ж в процессе длительного хранения при низких температурах. Содержание свободных жирных кислот в молоке к концу 2-х суток увеличивается на 50% (t 3-5С). Прогорклый вкус молока и посторонние запахи чувствуются в молоке при содержании свободных жирных кислот при разной концентрации, в среднем 20 мг%. Молочные продукты и особенно масло, выработанное из молока в котором протекают липолитические процессы имеет пороки вкуса и запаха. Поэтому при выработке этих продуктов необходимо соблюдать степень липолиза перед переработкой, правила хранения. На практике пригодность молока для переработки на масло и другие продукты контролируют в основном органолептически,хотя ряд авторов советуют ввести контроль титрование молочного жира с определением кислотного числа.

Соли, витамины, ферменты. При охлаждении, транспортировании молока происходит перераспределение форм минеральных веществ, некоторое снижение количества водорастворимых витаминов и повышение активности ферментов. Часть мицелиарного фосфата кальция становиться растворимым, переходит в плазму молока,. При охлаждении и хранении молока снижение содержания витаминов почти не наблюдается, кроме витамина С, в меньшей степени тиамина и рибофлавина. При хранении охлажденного молока в течении 2 суток витамин С разрушается на 18 % в течении 3- на 30-70%. Хранение молока в этих условиях может вызвать повышение активности плазмина, липазы и ксантиноксидазы