Исследование процесса массовой кристаллизации лактозы в сгущенных молочных консервах с сахаром

Актуальность работы. Производство молочных консервов в России является одной из важных и перспективных отраслей пищевой промышленности, поскольку они пользуются повышенным спросом. Данные статистики показывают, что сгущенное молоко с сахаром потребляет в среднем 50% населения России. Особенно важную роль в питании молочные консервы имеют в тех регионах страны, где из-за географических и климатических условий развитие молочного животноводства крайне затруднительно или экономически нецелесообразно, а потребность населения в молоке и молочных продуктах удовлетворяется только за счет сгущенных молочных консервов и сухого молока, из которого вырабатывают большой ассортимент восстановленных и рекомбинированных продуктов /1/.

Молочноконсервное производство является наиболее рациональной и экономически выгодной отраслью молочной промышленности, так как в производстве сгущенных молочных консервов используются все сухие вещества молока.

Высокая пищевая ценность и длительные сроки хранения обусловливают большое значение молочных консервов для создания государственных резервов, запасов для чрезвычайных ситуаций, снабжения армии и т. д. При этом следует отметить, что во всех случаях требуются высокое качество консервов и их стойкость в процессе хранения. Срок годности сгущенных молочных консервов с сахаром составляет 12 месяцев при температуре не выше 10 °C. Сгущенные молочные консервы и особенно рекомбинированные продукты часто не выдерживают таких сроков. Снижение их качества, прежде всего, связано с неуправляемым ростом кристаллов лактозы в процессе хранения и, как следствие, ухудшением органолептических показателей продукта.

Поэтому исследования, направленные на совершенствование процесса кристаллизации лактозы в сгущенных молочных консервах с сахаром, являются актуальными.

Работа выполнялась в период 2000 — 2003 годы, в соответствии с планом НИР Вологодской государственной молочнохозяйственной академии им. Н. В. Верещагина по теме: «Физико-химические основы кристаллизации лактозы в производстве сгущенных молочных консервов с сахаром», номер государственной регистрации 01.200.201 249.

Цель работы. Целью работы является исследование процесса массовой кристаллизации лактозы в многокомпонентных водных системах, разработка способа совершенствования процесса кристаллизации лактозы в сгущенных молочных консервах с сахаром и его реализация в производственных условиях. Научная новизна состоит в том, что впервые: получены экспериментальные данные о физико-химических свойствах насыщенных растворов лактозы в трехкомпонентных системах и предложены уравнения для расчета этих свойств в расширенном диапазоне температур и концентрацийисследовано совместное влияние сахарозы и соевого масла на закономерности образования новой фазы при кристаллизации лактозы в пересыщенных водных растворахустановлено, что исследуемые примеси сахарозы и соевого масла в изученном диапазоне концентраций и температур повышают устойчивость пересыщенных водных растворов лактозы и замедляют процесс ее кристаллизациипредложен двухстадийный способ внесения затравки при кристаллизации лактозы в сгущенных молочных консервах с сахаром и научно обоснованы его технологические параметры. Практическая значимость работы. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработан способ кристаллизации лактозы в сгущенных молочных консервах с сахаром, обеспечивающий выработку высококачественной продукции, повышающий ее хранимоспособность, что подтверждается актами производственных испытаний на 'ТУП УОМЗ ВГМХА им. Н.В.Верещагина" г. Вологда и ОАО «Останкинский молочный комбинат» г. Москва.

Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на международной конференции «Научные и практические аспекты совершенствования традиционных и разработки новых технологий молочных продуктов», Вологда — Молочное, 2001 г.- на научно-производственной конференции «Эффективные технологии в % молочном животноводстве и переработке молока», Вологда.

Молочное, март, 2002 г.- на VI международном симпозиуме «Современная техника и новые молочные продукты», ВологдаМолочное, 2002 г.- на 2-ой Всероссийской научно — технической конференции «Современные достижения биотехнологии», Ставрополь, сентябрь, 2002 г.- на международной конференции «Развитие идей Липатова Николая Никитовича на рубеже столетий. Научные и практические аспекты переработки молока», Москва, ВНИИ молочной промышленности 2003 г.- на международной научно — практической конференции «Актуальные направления развития ^ экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции», Воронеж, апрель, 2003 г.- на 2-ом Московском международном конгрессе.

Биотехнология: состояние и перспективы развития", Москва, ноябрь, 2003 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ и подана заявка на изобретение № 2 002 120 757/13 (21 687).

Структура и объем диссертации

Диссертация включает введение, 5 глав, выводы, список использованной литературы из 108 наименований и 5 приложений. Работа изложена на 130 страницах, включает 107 страницы основного текста, 21 таблицу и 27 рисунков.

Выводы.

1. Получены данные о физико-химических свойствах насыщенных растворов лактозы в трехкомпонентных системах, необходимые для расчета промышленной кристаллизации лактозы в сгущенных молочных консервах с сахаром.

2. Предложены уравнения для расчета физико-химических свойств насыщенных растворов лактозы, которые рекомендовано использовать при проектировании технологических процессов и аппаратов.

3. Исследованы закономерности влияния некоторых примесей на процесс образования новой фазы при кристаллизации лактозы в пересыщенных водных растворах.

4. Установлено, что изученные примеси: сахароза и соевое масло повышают устойчивость пересыщенных водных растворов лактозы, что подтверждается экспериментальными данными о продолжительности индукционных периодов.

5. Изучена кинетика кристаллизации лактозы, которая показала, что сахароза и соевое масло замедляют скорость этого процесса и, таким образом, влияют на гранулометрический состав кристаллов.

6. Результаты теоретических и экспериментальных исследований послужили научной основой для совершенствования процесса кристаллизации лактозы в сгущенных молочных консервах с сахаром с использованием двухстадийного способа внесения затравки.

7. Математически обоснован выбор количества сухой кристаллической затравки, вводимой на каждой стадии при реализации двухстадийного способа ее внесения.

8. Установлено, что оптимальные условия кристаллизации при двухстадийном внесении затравки кристаллической лактозы достигаются при соотношении масс затравки, тзз/т2о=1.

9. Разработанный способ двухстадийного внесения затравки при кристаллизации лактозы в сгущенном молоке с сахаром позволяет улучшить его консистенцию в процессе выработки и хранения. Средний размер кристаллов после 12 месяцев хранения на превышает 10−11 мкм. Ф.