Файл: Гуляев-Зайцев, С. С. Физико-химические основы производства масла из высокожирных сливок.pdf

стоянна: при 0—8° С она составляет 1,5%; при 8—15° С — 2,6%;

На кривой удельного расширения жира видны две зоны ин­ тенсивного плавления, подтверждающие его групповой характерСодержание твердой фазы в молочном жире с йодным числом

57,5%, а при 16° С — 35%, т. е. в два раза больше, чем в образ­ це с высоким содержанием непредельных жирных кислот. По мере повышения температуры разница в концентрации твердых глицеридов уменьшается. У жира с йодным числом 39 три зоны интенсивного плавления: 5—13; 16—25 и 27—31° С (кривые 2). Химический состав жира влияет не только на абсолютное со­ держание твердой фазы, но и на качественный состав и плав­ кость этой твердой фазы. В жире с высокой концентрацией ненасыщенных жирных кислот (кривые 5) преобладает низко­ плавкая группа глицеридов с зоной интенсивного плавления при 8—17° С, а в жире с низкими йодными числами — высоко­ плавкая с зоной интенсивного плавления при 16—25° С.

Молочный жир с йодным числом 43,7 (кривая 4) занимает по степени отвердевания при различных температурах проме­ жуточное положение.

Влияние скорости охлаждения на степень отвердевания мо­ лочного жира уже было рассмотрено [13, 21, 48, 50]. Образцы жира быстро охлаждали в ледяной бане (кривые 1) и готовили по режиму 0°С-> 18°С’->-0о С с выдержкой при каждой тем-

48

пературе, обеспечивающей состояние равновесия между жидкой

мальная разница в содержании твердой фазы наблюдается при 8° С. При 16—30° С кривые степени отвердевания совмещаются.

При быстром охлаждении степень отвердевания жира по­ вышается за* счет низкоплавких компонентов. При этом физиче­ ские свойства твердой фазы молочного жира изменяются. Кри­ вые удельного расширения показывают, что интенсивное рас­ плавление быстро охлажденного молочного жира происходит в основном в одной температурной области с максимумом при 17° С и небольшим пиком при 30° С. Выдержка при 18° С и по­ следующее охлаждение способствуют большей дифференциации глицеридов, на кривой удельного расширения появляется более выраженный максимум при 29° С и дополнительная зона интен­ сивного плавления при 5—13° С. Это вызвано особенностями отвердевания глицеридов, которые в зависимости от условий могут включаться в состав тех или иных смешанных кристал­ лов или же оставаться в жидкой фазе.

После выдержки при 18° С формируется твердая фаза из сравнительно высокоплавких триглицеридов, последующее ох­ лаждение вызывает образование новой группы смешанных кри­ сталлов. Для сокристаллизации сравнительно низкоплавких компонентов со средне- и высокоплавкими возникает меньше воз­ можностей. В связи с этим большая доля ненасыщенных и низ­ комолекулярных триглицеридов остается в расплаве. Содержа­ ние твердой фазы по сравнению с жиром, быстро охлажденным до 0° С, снижается.

Раздельное отвердевание групп глицеридов при ступенчатом охлаждении подтверждено методом рентгеноструктурного ана • лиза [36, 37]. При 18° С твердая фаза молочного жира находи­ лась в виде смеси [К- и (3-полиморфных форм, а после дополни­ тельного охлаждения до 0° С возникает новая группа смешан­ ных кристаллов в форме а. Кинетические кривые отвердевания жира, частично закристаллизованного, имеют более плавный характер по сравнению с кривыми отвердевания жира при. одноступенчатом охлаждении. Это согласуется с закономерно­ стями раздельно-группового отвердевания глицеридов молочно­ го жира [3].

С увеличением скорости и глубины охлаждения повышается содержание твердой фазы в молочном жире в области темпе­ ратур до 20° С [48]. При более высоких температурах влияние скорости предварительного охлаждения становится незаметным. Твердая фаза жира, быстро охлажденного, характеризуется мак­ симумом плавления при пониженной температуре.

Кривая твердой фазы, рассчитанная по степени отвердева­ ния отдельных фракций после охлаждения до 0° С, показывает,

Рис. 9. Зависимость содержания твердой фазы в жире 1 и скорости плав­ ления 2 от температуры при различных режимах предварительного охлаждения:

а - 0°С; б — 15° С -> 0° С; в - 0° С -> 25° С.

что в области температур до 15° С фракции, отвердевшие инди­ видуально, в сумме содержат меньше твердой фазы, чем мо­ лочный жир, а при температуре выше 15° С, наоборот, концент­ рация твердой фазы в них значительно превосходит степень отвердевания жира. Следовательно, твердая фаза жира не яв­ ляется механической смесью его наиболее высокоплавких три­ глицеридов.

Значительная роль в процессах плавления и отвердевания принадлежит низкоплавким триглицеридам, которые сосредо­ точены в пятой фракции, и при охлаждении ее в обычных усло­ виях не отвердевают. Находясь в молочном жире, эти триглице­ риды способны в условиях быстрого охлаждения включаться в структуру смешанных кристаллов, значительно повышая со­ держание твердых глицеридов в области температур до 15° С. При более высоких температурах низкоплавкие глицериды ока­ зывают обратное действие на твердую фазу, растворяя вначале низкомолекулярные и непредельные, а затем и более высоко­ плавкие триглицериды, что снижает общее содержание твердого жира. Сопоставление кривых /, 2 и 3 показывает, что при дру­ гом режиме охлаждения низкоплавкие триглицериды находятся

вали содержание твердой фазы и скорость ее плавления. Мо­ лочный жир находится в состоянии полного отвердевания при —40° С, хотя в нем могут присутствовать малые количества

50

триглицеридов с более низкими точками плавления. Такие три­ глицериды при —40° С находятся в структуре смешанных кри­ сталлов. По кривым скорости плавления видно, что молочный жир имеет три основные зоны плавления. Первая с максимумом при —20° С; вторая и третья соответственно около 16—18 и 30° С. Температурные границы этих зон и количество расплав­ ляющихся глицеридов определяются режимами охлаждения жира.

При предварительном охлаждении до 0° С группы глицери­ дов, расплавляющиеся в зоне положительных температур, хо­ рошо дифференцируются от группы, которая характеризуется максимумом плавления при —20° С. Таким способом удается получить максимальное содержание твердой фазы в области положительных температур и максимальную скорость плавле­ ния глицеридов в этой области, соответствующую 2,4% на 1° С.

Предварительное охлаждение при 0° С—>-25° С обеспечивает раздельное отвердевание сравнительно небольшой высокоплав­ кой группы триглицеридов. Поэтому последующее охлаждение жира до —40° С расширяет температурную границу плавления

в составе этой группы низкоплавких компонентов. При данном способе предварительного охлаждения (0° С-^25° С) в жире при положительных температурах содержание твердой фазы и ско­ рость ее плавления были наименьшими, так как уже при отрица­ тельных температурах значительное количество низкоплавких триглицеридов выплавляется из твердой фазы.

Режимы предварительного охлаждения при 0° С и 0° С->25° С обеспечивают соответственно максимальное и минимальное отвердевание жира при положительных температурах. Промежу­ точное положение занимает режим с предварительным охлаж­ дением 15°С->0°С. Содержание твердой фазы в области темпе­ ратур выше 20° С мало зависит от режима предварительной обработки [50]. Хотя при предварительном охлаждении до 0°С содержание твердой фазы при 20° С было немного выше по сравнению с другими режимами. Содержание твердых глице­ ридов при температурах ниже —10° С также почти не зависит от способа предварительной температурной обработки. Молоч­ ный жир наиболее чувствителен к режиму предварительного охлаждения при —10ч-+20°С, т. е. в том температурном ин­ тервале, в котором происходят основные процессы маслообразования.

Автором исследовано влияние предварительного охлаждения жира на содержание твердой фазы при последующем, более глубоком охлаждении (рис. 10 и 11). Термостатирование при температуре предварительного и последующего охлаждения проводили в течение нескольких часов до установления состоя­ ния равновесия между жидкой и твердой фазами. Максимальное