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

фосфолипиды в количестве 5,2; 29,5; 24,1 и 23,5%. При сбивании сливок липопротеин оболочек жировых шариков десорбируется и на 55—70% переходит в плазму [2, 4].

Гомогенизация в несколько раз увеличивает общую поверх­ ность жировых шариков, при этом оболочки теряют 10—15%' фосфолипидов; содержание их в плазме повышается [16, 41].

В результате механической обработки молока и сливок могут произойти глубокие изменения оболочек некоторых жировых шариков, что вызовет частичную дестабилизацию жира. Пере­ качивание сливок насосами увеличивает количество жира, экстрагируемого из сливок эфиром. Эффект разрушения эмуль­ сии увеличивается с повышением гидростатического напора,

Центробежные насосы оказывают большее разрушающее дей­ ствие по сравнению с ротационными.

Тепловая обработка вызывает десорбцию оболочечного веще­ ства с поверхности жировых частиц в плазму [16, 41]. При на­ гревании в первую очередь десорбируют наименее прочно свя­ занные с поверхностью липопротеиновые мицеллы.

Нагревание оболочечного вещества вызывает постепенное уменьшение в нем белков и фосфолипидов. Обогащение плазмы фосфолипидами оболочки связано с режимом пастеризации: при

4,4—6,3% фосфатидов. Количество белка на оболочках жировых шариков при обработке (пастеризация — охлаждение, двойная пастеризация) значительно снижается [23].

В наружном слое оболочки жировых шариков присутствуют ионы меди. Десорбция компонентов наружного слоя вызывает также и миграцию меди в плазму. Максимальное количество меди содержится в масле, приготовленном из непастеризован­ ных сливок [33]. С повышением температуры пастеризации сли­ вок от 75 до 90° С концентрация меди в масле постепенно сни­ жается. Это обусловлено увеличением количества липопротеи­ новых частиц наружного слоя оболочки, перешедших в плазму.

Таким образом, в результате механического и теплового воз­ действия изменяются нативные свойства оболочек. Между по­ верхностью жировых шариков и плазмой оболочечное вещество перераспределяется. При технологической обработке оболочки жировых шариков восстанавливаются за счет казеина и сыворо­ точных белков [16, 17, 41]. Такая эмульсия является еще доста­ точно устойчивой. Однако естественная оболочка, однажды поврежденная при обработке, представляет собой более слабый защитный слой [16, 41]. При тепловой и механической обработ­ ке возможна частичная денатурация оболочечного белка [37, 41]. Влияние температурного и механического воздействия на оболочки жировых шариков молока в общей форме рассмотрено

28

ферийную гидратную прослойку, существенно не изменяется. Однако это не исключает возможность удаления наиболее слабо связанных компонентов оболочки вместе со свободной плазмой. Предельная концентрация жировой фазы в высокожирных слив­ ках находится в пределах 91—-95% [3, 10], дальнейшее увеличе­ ние концентрации приводит к разрушению эмульсии.

Пониженная устойчивость высококонцентрированной эмуль­ сии обусловлена также тем, что жировые шарики деформиро­ ваны (в результате чего поверхность их увеличена) и находятся под действием тангенциальных и радиальных напряжений [3, 16]. Температурная дестабилизация высокожирных сливок при 100° С происходит, когда концентрация жировой фазы в них достигает 90% [29].

Несмотря на значительные изменения жировой эмульсии на различных этапах технологической обработки высокожирные сливки сохраняют достаточно высокую устойчивость против рас­ слоения.

При пастеризации сливок на пастеризаторах с вытеснитель­ ными барабанами, особенно при заниженной производительно­ сти, количество мелких и наиболее крупных жировых шариков увеличивается. После вторичного сепарирования таких сливок степень дестабилизации жира в высокожирных сливках может достигать 63—64% [28].

С повышением температуры пастеризации и последующего сепарирования сливок степень дестабилизации высокожирных сливок увеличивается [6]. Повышение жирности и кислотности исходных сепарируемых сливок также приводит к частичному разрушению эмульсии высокожирных сливок.

ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ВЫСОКОЖИРНЫХ СЛИВОК

Получение высокожирных сливок в виде стабильной эмуль­ сии и сохранение этих свойств на стадиях, предшествующих маслообразованию, — очень важное условие выработки масла хорошей консистенции [10, 23, 28].

ВУкрНИИММПе исследована устойчивость эмульсии жира

ввысокожирных сливках [12] в зависимости от интенсивности

механического воздействия и температуры. Работа выполнена с помощью экспериментальной установки М-3, устройство и принцип действия которой изложены в главе III.

Интенсивность механической обработки характеризовали удельной мощностью механической обработки, за которую при­ нята мощность, затрачиваемая на механическую обработку 1кг продукта.

При механической обработке в изотермических условиях в свежих высокожирных сливках непрерывно измеряли вязкость, и в последовательно отобранных пробах определяли степень

30

Рис. 2. Изменение степени дестабилизации 1 и вязкости 2 высокожир­ ных сливок в зависимости от длительности механической обработки т

при 27,G° С (а), 30° С (б) и 52° С (б).

дестабилизации по методике Шульца [42]. Чтобы исключить влияние изменения агрегатного состояния молочного жира на

В опытах использовали сливки, стандартизованные по содержа­ нию влаги до 15,4%.

Изменение степени разрушения эмульсии жира в высокожир­ ных сливках при различных температурах обработки и ее удель­ ной мощности 23 Вт/кг показано на рис. 2. Свежие высокожир­ ные сливки в дестабилизированном состоянии содержат около 2—3% жира. Это вызвано разрушением оболочек жировых ша­ риков при технологической обработке молока и сливок на пред­ шествовавших этапах, а также при вторичном сепарировании. Кинетика дестабилизации высокожирных сливок при механиче­ ском воздействии характеризуется кривыми, показывающими на первом участке незначительное увеличение степени дестабили­ зации (на 3—7%), на втором— скачкообразное разрушение эмульсии до 70—90% и на третьем — постепенное увеличение свободного жира до постоянных, почти предельных значений, соответствующих 80—95 %•

Кривые дестабилизации хорошо коррелируют с кривыми вязкости. Вначале вязкость имеет почти постоянные значения, предельно высокие для данного состояния эмульсии и темпера­ туры. Затем по мере дестабилизации эмульсии она снижается, и в области скачкообразного разрушения высокожирных сливок кривая вязкости резко падает вниз, достигая минимума в тот момент, когда в дестабилизированном состоянии оказывается 60—80% жировой фазы. Дестабилизация остальной части жира

31

до практически полного обращения фаз на вязкость значительно не влияет.

Однако после дестабилизации эмульсии жира на 60—80% вязкость системы возрастает и далее принимает постоянные значения. Этот эффект объясняется, вероятно, образованием качественно иной и чрезвычайно неустойчивой эмульсии в ре­ зультате механической обработки. Существование такой эмуль­ сии возможно только при механической обработке. В условиях покоя она очень быстро расслаивается, показывая предельно высокие значения дестабилизации и принимая минимальную вязкость. Чем ниже температура обработки высокожирных сли­ вок, тем выше скорость и предельные значения дестабилизации. Так, при 30° С через 68 мин обработки в состоянии разрушенной

даже через 120 мин обработки степень дестабилизации состав­ ляет 75%.

Важной характеристикой устойчивости эмульсии высокожир­ ных сливок является продолжительность существования ее при механической обработке без значительного выделения свобод­ ного жира, которая легко определяется по перегибам на кривой вязкости и дестабилизации.

Продолжительность существования эмульсии составляет 13; :28; 55 и 60 мин при постоянной удельной мощности механиче­ ской обработки высокожирных сливок, равной 23 Вт/кг и тем­

раза при дестабилизации эмульсии на 60—80% и более вполне объясним, так как при этом разрушается структурированная си­ стема, в которой повышенные структурно-механические характе­ ристики обусловлены существованием отдельных жировых ша­ риков. При повышенных температурах высокожирные сливки приближаются к ньютоновским жидкостям. Этим и обусловлено сравнительно небольшое падение вязкости в процессе разруше­ ния эмульсии жира при 52° С. При пониженных температурах высокожирные сливки являются более структурированной жид­ костью, и обращение фаз сопровождается существенным умень­ шением вязкостных характеристик.

Изучение влияния механической обработки на устойчивость эмульсии жира в высокожирных сливках показало, что с повы­ шением удельной мощности механической обработки скорость и конечные значения дестабилизации увеличиваются, а продол­ жительность существования сокращается. Механизм дестабили­ зации эмульсии жира в высокожирных сливках при обработке тможно шредставить следующим образом. На первой стадии,

32