3 Результаты исследований

3.1 Обоснование выбора компонентов

На сегодняшний день в связи с избыточным потреблением пищевых нутриентов, задача снижения калорийности пищевых рационов, в частности, за счет уменьшения потребляемых жиров, является весьма своевременной. Актуальность использования эффективных имитаторов молочного жира обусловлена и дефицитом молока-сырья, увеличением его стоимости. ^{Определенный теоретический и практический интерес в качестве заменителей молочного жира представляют применение белковых концентратов, в частности, выделенных из сыворотки с последующей обработкой и получением микропартикулята сывороточных белков.}

^{На кафедре Tехнологии молока и молочных продуктов разработан и запатентован способ получения микропартикулята сывороточных белков.}

Образующаяся в ходе микропартикуляции дисперсия содержит сферические частицы размером от 0,5 до 15 мкм, подобные жировым шарикам (Рис. 8).

Увеличение × 400 Увеличение × 400 Увеличение × 400

а) б) в)

Рисунок 8 - Микроструктура: а) УФ-концентрат, б)микропартикулят,

в) молочные сливки

Микропартикулят характеризуется органолептическими свойствами, имитирующими молочный жир (Таблица 13), и может быть использован для замены жиросодержащих компонентов в составе низкокалорийных молокосодержащих продуктов.

Таблица 13 - Органолептические показатели микропартикулята

Наименование показателя	Характеристика показателя
Внешний вид и консистенция	Однородная непрозрачная жидкость, в меру вязкая, без хлопьев белка
Вкус и запах	Чистый кисломолочный, без посторонних привкусов и запахов
Цвет	Белый, равномерный по всей массе

Исследован его состав и физико-химические свойства (Таблица 14).

Таблица 14 - Физико-химические показатели микропартикулята

Наименование показателя	Значение показателя
Титруемая кислотность, °Т	33
Массовая доля сухих веществ, %	18,0
Массовая доля лактозы, %	5,6
Массовая доля белка, %	11,5
Вязкость, мПа·с	27
Массовая доля жира, %	0,9

Высокое содержание в микропартикуляте сывороточных белков и свободных аминокислот, в том числе незаменимых - главного критерия биологической ценности, обуславливает его пребиотические свойства.

Аминокислотный состав микропартикулята представлен на рисунке 9.

Рисунок 9 – Аминокислотный состав микропартикулята: 1-глутаминовая кислота, 2-лейцин+изолейцин, 3-аспарагиновая кислота, 4-лизин, 5-пролин, 6-аланин, 7-треонин, 8-аргинин, 9-серин, 10-валин, 11-фенилаланин, 12-цистин, 13-тирозин, 14-глицин, 15-метеонин, 16-гистидин, 17-триптофан

Определение его биологической ценности проводили по значению аминокислотного скора, коэффициента утилитарности показателю сопоставимой избыточности и усвояемости.

Теоретическое значение биологической ценности микропартикулята составило 75,8 % (Рисунок 10), коэффициент утилитарности – 0,67, показатель усвояемость незаменимых аминокислот – 82 г / 100 г белка, что значительно выше чем в подсырной сыворотке (Таблица 15).

Таблица 15 - Биологическая ценность микропартикулята в сравнении с подсырной сывороткой

Наиме-нование продукта	Сумма незаме-нимых амино-кислот, г/100 г белка	Минималь-ный скор	Коэффи-циент утилитар-ности	Избыточ-ность незамени-мых аминокис-лот, г/100 г белка	Сопоста-вимая избыточ-ность, г/100 г белка	Усвоя-емость незамени-мых аминокис-лот, г/100 г белка
Подсыр-ная сыворот-ка	19,52	16	0,26	12,1	76	24
Микро-партику-лят	45,29	84,8	0,67	15,2	18	82

а)

б)

Рисунок 10 – Биологическая ценность: а)микропартикулят, б)подсырная сыворока

Вышеизложенное убедительно доказывает, что микропартикулят может быть использован не только для замены молочного жира в составе низкокалорийных продуктов питания но и для повышения их биологической ценности.

Применение высокотемпературной обработки при получение МП может повлиять на органолептические свойства исходной сыворотки, придать плавленому сыру приятный аромат, повышающий потребительские свойства сыра. В этой связи исследование аромата новой пищевой композиции представляет большой научный и практический интерес.

Схема получения микропартикулята сывороточных белков представлена на рисунке 11.

Приемка подсырной сыворотки

Пастеризация (t = 65°C, в течение 30 минут)

Охлаждение, резервирование (t = 4±2°C)

Мембранная обработка концентрированием,

получение УФ-концентрата сывороточных белков

(t = 45°C, р = 0,5-1 МПа),

Нагревание (t = 95°С в течение 10минут)

Диспергирование (t = 60°C, 3000 c^-1 в течение 1,5 минут)

Охлаждение и хранение микропартикулята

Рисунок 11 – Схема получения микропартикулята сывороточных белков

Проводимый в последние годы анализ здоровья населения указывает на то, что поваренная соль оказывает ряд нежелательных эффектов на организм человека. Продукты, содержащие повренную соль не рекомендуются больным с острыми и хроническими заболеваниями почек, сердечной недостаточностью, со склонностями к отекам, а также лицам, страдающим ожирением. Избыточное потребление поваренной соли вызывает задержку жидкости в организме и способствует повышению артериального давления крови с риском развития гипертонической болезни. По мнению многих ученых, для профилактики и при лечении гипертонии и атеросколероза следует употреблять заменители соли, что также может позволить снизить дозы приема обычных лекарств. В этой связи весьма актуальным становится производство низкокалорийных продуктов с заменой поваренной соли на диетическую, в том числе и плавленого сыра. Сравнительная характеристика состава и физико-химических показателей диетической и поваренной соли представлена в таблице 16.

Таблица 16 - Сравнительная характеристика состава диетической и поваренной соли

Наименование показателя	Значение показателя, %
	Диетическая соль	Поваренная соль
Массовая доля L лизин – гидрохлорида	1,9-2,1	-
Массовая доля хлористого натрия	55,1-60,9	97,4-99,7
Массовая доля хлористого калия	33,3-36,7	0,35
Массовая доля сульфата магния семиводного	4,8-5,3	1,3-1,8
Массовая доля влаги, не более	1	0,2-2

Диетическая соль, напоминает по вкусу и свойствам — поваренную.

Сравнительная органолептическая оценка диетической и поваренной соли представлена в таблице 17.

Таблица 17 – Сравнительная органолептическая оценка диетической и поваренной соли

Наименование показателя	Характеристика
	Диетическая соль	Поваренная соль
Внешний вид и цвет	Белый порошок без посторонних включений	Допускается белый с сероватым, желтоватым оттенком
Вкус	Соленый без постороннего привкуса	Соленый без постороннего привкуса
Запах	Без постороннего или со слабым специфическим запахом лизина	Без постороннего запаха

Сравнительная характеристика растворимостей солей проедставлена на рисунке 12.

Рисунок 12 - Сравнительная характеристика растворимостей солей

Главное отличие диетической соли от поваренной – содержание NaCl, главного "задерживателя" воды в организме, снижено в ней на 38,8%, а КСl на 32,9% больше, который участвует в образовании особых веществ, способствующих расщеплению жиров. КСl необходим в образовании соляной кислоты - основного компонента желудочного сока, заботится о выведении из организма мочевины, стимулирует работу половой и центральной нервной систем, способствует формированию и росту костной ткани.

Кроме того, диетическая соль обогащена ионами магния, который очень полезен для организма, особенно сердечно-сосудистой и нервной систем.

Диетическая соль обладает лучшей растворимостью, следовательно ее применение целесообразно в технологии продуктов питания, в частности в технологии плавленых сыров.

3.2 Сенсорометрический анализ осмофорических компонентов подсырной сыворотки и микропартикулята сывороточных белков

3.2.1 Газохроматографический анализ ароматобразующих веществ подсырной сыворотки

Ароматобразующие вещества подсырной сыворотки – побочного продукта при производстве сыра, образующегося при коагуляции молока микрофлорой. Эти вещества формируют специфический запах сыворотки, затрудняющий ее применение в производстве продуктов питания. Содержание и процентное соотношение ароматобразующих веществ является критерием качества и свежести сыворотки, их идентификация и количественное определение – актуальная аналитическая задача [14].

На данный момент в газовой фазе подсырной сыворотки методом газовой хроматографии идентифицированы масляная, изобутиловая, уксусная и пропионовая кислоты (рис. 13 а), а также ацетон, метилэтилкетон, этанол, пропанол, ацетальдегид и метилацетат (рис. 13 б).

(а)

(б)

Рисунок 13 а, б – Хроматограмма подсырной сыворотки

Присутствие в подсырной сыворотке масляной кислоты вызывает формирование прогорклого запаха; уксусная, пропионовая и изобутиловая кислоты обусловливают затхлый вяжущий запах; ацетальдегид – резкий специфический запах; ацетон и метилэтилкетон – сладкий силосный; этанол – сладкий ванильный; пропанол –запах спирта; метилацетат – фруктовый эфирный запах.

Наибольшим содержанием в ряду жирных кислот характеризуется масляная кислота, следом за ней следуют пропионовая и изобутиловая кислоты, среди ароматобразующих веществ других классов – метилэтилкетон, втором месте метилацетат и пропанол (табл. 16). Эти соединения отличаются низкими пороговыми концентрациями среди идентифицированных ароматобразующих веществ подсырной сыворотки (табл. 18).

Таблица 18 - Содержание ароматобразующих веществ в подсырной сыворотке

Компоненты	Время удержива-ния,мин	Площадь пика на хроматограмме, мВс	Концент-рация, % мас.
кислоты: Уксусная Изобутиловая Пропионовая Масляная	8,897 12,651 12,142 14,379	6,831 9.947 11,033 12,452	8,142 11,263 12,174 14,541
	48,069	40,263	46,12
другие вещества: Ацетон Этанол Ацетальдегид Пропанол Метилацетат Метилэтилкетон	8,971 11,792 5,812 12,512 32,017 36,439	1,456 2,358 9,634 16,737 19,325 42,704	0,371 1,594 11,106 18,950 20,332 46,129
	107,543	92,214	98,482

Пороговые концентрации некоторых ароматобразующих веществ подсырной сыворотки и микропартикулята сывороточных белков представлены в таблице 19.

Таблица 19 - Пороговые концентрации некоторых ароматобразующих веществ подсырной сыворотки

Соединение	Пороговая концентрация, мг/дм3
	вода	молоко
ацетальдегид	0,9	1,2
масляная кислота	6,8	25,0
метилэтилкетон	60,0	79,5
ацетон	450,0	500,0

Некоторые свойства ароматобразующих веществ подсырной сыворотки и микропартикулята сывороточных белков представлены в таблице 20.

Таблица 20 - Некоторые свойства ароматобразующих веществ подсырной сыворотки

Соединение	Молеку-лярная Масса, а.е.м.	tкип, 0С	Давление насыщен-ных паров при 20 0С, мм. рт. ст.	Летучесть при 20 0С, мг/дм3	Характеристика
1	2	3	4	5	6
ацетон СН3СОСН3	58,1	56,2	226, 3	717,7	бесцветная, воспламеняющаяся жидкость с неприятным запахом
метилэтилкетон СН3СОС2Н5	72,1	79,6	75,3	296,4	бесцветная жидкость с запахом ацетона
метилацетат СН3СООСН3	74,08	57,1	169,8	686,9	жидкость с резким запахом
Продолжение таблицы 18
1	2	3	4	5	6
ацетальдегид СН3СНО	44,1	20,2	761,4	1831,5	жидкость с резким запахом
этанол С2Н5ОН	46,1	78,4	42,8	107,7	жидкость со специ-фическим запахом
пропанол СН3СН2СН2ОН	60,09	97,4	20	46,1	бесцветная жидкость со спиртовым запахом
уксусная кислота CH3COOH	60,05	117,8	0,94	3,9	бесцветная жидкость с резким запахом
масляная кислота СН3(СН2)2СООН	88,1	163,3	0,68	3,3	бесцветная жидкость с кислым запахом прогорклого жира
пропионовая кислота СН3СН2СООН	74,08	140,8	0,5	3,1	бесцветная с острым запахом жидкость
изобутиловая кислота (СН3)2СНСН2СООН	74,12	108,1	6,0	24,4

Полученные данные позволяют предположить, что наибольшее влияние на формирование специфического сывороточного запаха оказывают масляная, пропионовая и изобутиловая кислоты, метилэтилкетон, метилацетат и пропанол.