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

Важной характеристикой структуры сливочного масла яв­ ляется способность удерживать жидкую дисперсионную среду при повышенных температурах, т. е. не расслаиваться. Жидкая фракция триглицеридов связывается структурными элементами за счет физико-химической (адсорбционной) и физико-механиче­ ской (в микро-, макрокапиллярах и порах) форм связей [12]. Следовательно, это свойство зависит от количества твердой фазы, степени дисперсности ее (суммарной поверхности) и ха­ рактера пространственной структуры продукта.

Структурно-механические показатели масла связаны со спо­ собностью структуры удерживать жидкий жир. Продукт, хорошо удерживающий дисперсионную среду, обычно имеет высокие прочностные характеристики; легко выделяющий ее,— излишне мягкую консистенцию [10, 22]: в первом более выражены кри­ сталлизационные свойства структуры, а во втором — коагу­ ляционные.

Количество жидкого жира, выделенного из масла, зависит от температуры и длительности перемешивания продукта в маслообразователе [3].

Показатель выделения жидкой фазы является суммарной ха­ рактеристикой дисперсной структуры и был использован при изучении влияния параметров охлаждения и механических воз­ действий на свойства структур, формируемых в молочном жире

[5, 6, 8, 9].

Продукт после выделения жидкой фракции представляет со­ бой твердую фазу с прочно связанной жидкой дисперсионной средой (условно твердая или «твердая» фаза). Зависимость ко­ личества выделяющейся жидкой фракции Ж от температуры охлаждения жира при перемешивании его с различной удельной мощностью механической обработки представлена на рис. 30. Температуру плавления жидкой tm и условно твердой tT фаз определяли капиллярным методом.

Снижение температуры молочного жира, охлаждаемого без механической обработки, увеличивает способность его структуры связывать дисперсионную среду. Особенно резко снижается Ж в области температур от 18 до 15° С, что связано с массовой кри­ сталлизацией триглицеридов в этой зоне.

При непрерывной механической обработке на всех кривых жидкого жира имеется выраженный минимум, характеризующий переход от I ко II стадии процесса отвердевания при критиче­ ской концентрации твердой фазы. Температура tK, соответствую­ щая максимальной способности структуры связывать жидкую дисперсионную среду, изменяется при повышении интенсивности механического воздействия с 16,3 до 22° С.

Зависимость температур плавления фаз от глубины охлаж­ дения жира и удельной мощности механической обработки, л также жирнокислотный состав условно твердой фазы опреде-

79

Рис. 30. Кривые, характеризующие выделение жидкой фазы 1, температуру плавления жидкой 2 и твердой 3 фаз в зависимости от температуры охлаж­

дения:

ляются количеством выделяющегося из структуры жидкого жира

(рис. 31', табл. 17).

Чем больше жидкой фазы выделяется из структуры отвер­ девшего жира, тем выше ее температура плавления вследствие* увеличения содержания глицеридов со средними температурами плавления. В этом случае условно твердая фаза содержит более* узкую группу глицеридов. Концентрация высокоплавких компо­ нентов в ней повышается, соответственно смещая температуру плавления фазы. Жидкая фракция, которая выделена из струк­ туры, хорошо связывающей дисперсионную среду, представляет собой сравнительно узкую группу низкоплавких глицеридов, «твердая» фракция в данном случае является более широкой группой глицеридов и разнообразной по химическому составу.

Изменение химического состава жидкой фракции* можно*

80

Рис. 31. Зависимость от температуры охлаждения жира при удельной мощности механической обработки 18,3 Вт/кг:

а — содержания жирных кислот: 1 — ненасыщенных C^q_19 и насыщенных C4 _ iq; 2 — на­ сыщенных Cj4 _ i 9 ; б — температуры плавления условно твердой фазы.

объяснить тем, что глицериды дисперсионной среды обладают неодинаковой способностью удерживаться структурой. Глицери­ ды низкомолекулярных насыщенных и ненасыщенных жирных кислот лучше выделяются из отвердевшего жира, тогда как жидкие компоненты со средними температурами плавления и пространственной структурой, близкой к глицеридам твердой фазы, лучше удерживаются структурными элементами жира.

Минимальное содержание насыщенных высокомолекулярных С14—19 кислот и максимальное ненасыщенных Сю-щ и насыщен­ ных С4_ю (см. рис. 31) соответствует низким значениям Ж и tT. При постоянной температуре охлаждения 15,5° С с повышением удельной мощности механической обработки жира температура плавления условно твердой фазы, содержание высокомолекуляр­ ных насыщенных .кислот увеличиваются, а содержание ненасы­ щенных кислот снижается (табл. 17).

Зависимость жирнокислотного состава и температуры плав­ ления условно твердой фазы от ее содержания в отвердевшем жире показана на рис. 32 и 33. Если содержание условно твер­ дой фазы в отвердевшем жире составляет 45—53%, кислотный состав этой фазы практически постоянный, но по мере дальней­ шего увеличения содержания условно твердой фазы резко умень­ шается доля С14_2о насыщенных кислот и увеличивается C4_i3 насыщенных и Сю-20 ненасыщенных кислот. В результате изме­ нения химического состава условно твердой фазы температура плавления ее изменяется от 34,2 до 37,8° С (см. рис. 33).

Применяя различные режимы охлаждения и механической обработки молочного жира, можно получать структуры с преоб­ ладанием кристаллизационных или коагуляционных элементов. Механическое разрушение и дальнейшее восстановление струк­ туры жира, а также дополнительное охлаждение продукта изме­ няют его свойства. Из жира с кристаллизационной структурой выделялось 31,2% жидкой фракции, а из продукта, в структуре которого преобладали коагуляционные элементы — 41,2%. Меха-

*кислоты.

ническая обработка продукта, обладающего кристаллизацион­ ной структурой, разрушает фазовые контакты между дисперсны­ ми частицами. Это уменьшает способность структуры к иммоби­ лизации дисперсионной среды за счет физико-механической связи (в капиллярах, порах), в результате чего выделение жидкой фракции возрастает на 9,3%. После восстановления структуры величина Ж возрастает лишь немного, так как раз­ рушенные кристаллизационные контакты не восстанавливаются. Вследствие дополнительного выделения небольшого количества твердой фазы во время охлаждения структурированного продук­ та улучшается способность его связывать дисперсионную среду.

Продукт, в котором преобладает коагуляционная структура, в больших количествах выделяет жидкую фракцию. Дополни­ тельное охлаждение оказывает на коагуляционную структуру такое же влияние, как и на кристаллизационную. При этом ко­ личество выделяющегося жидкого жира возрастает вследствие разрушения кристаллизационных контактов между дисперсными частицами, которые имеются в структуре, хотя и не являются преобладающими.

(рис. 34). Через 10 суток упрочнение почти заканчивается. Вос­ станавливаемость кристаллизационной структуры к этому вре­ мени достигает всего 25%, тогда как прочность коагуляционной структуры уже через 7 суток восстанавливается на 60%.

Таким образом, используя различную скорость и температу­ ру охлаждения молочного жира, регулируя удельную мощность

•82