Ранее мы довольно подробно рассмотрели фак­торы, вызывающие изменение структуры и свойств сывороточных белков, казеина, лактозы и друтих компонентов молока при пастери­зации и стерилизации. Вместе с тем изменения белкового, углевод­ного, липидного, а также солевою и витаминного состава, начавши­еся при предварительной тепловой обработке сырья, продолжаются во время сгущения, сушки, а также хранения молочных консервов.

Белки и соли. В процессе сгушения дестабилизирующее и агреги­рующее действие сравнительно высоких температур на белки моло­ка (казеинаткальцийфосфашый комплекс казеина и сывороточные белки) при постоянно возрастающей концентрации белковой фазы явно прогрессирует. О взаимодействии сблизившихся белковых час­тиц во время сгущения свидетельствует очень быстрое скачкообраз­ное повышение вязкости молока.

Как известно, оптимальная вязкость сгущенного молока с саха­ром должна быть в пределах 3…5 Па • с (Л. В, Чекулаева и др.). Одна­ко низкие показатели вязкости продукта приводят в процессе хране­ния к отстаиванию белково-жирового слоя, гидролизу жира и появ­лению прогоркюго вкуса (а также образованию осадка лактозы).

В процессе сгущения и сушки молока увеличиваются молекуляр­ная масса и средний диаметр казеиновых частиц, то есть снижается дисперсность казеина. Заметное увеличение молекулярной массы ча­стиц казеина начинается лишь при сгущении молочной смеси до со­держания сухих веществ свыше 25%. Так, при 30%-ной концентрации сухих веществ молекулярная масса частиц увеличивается более чем в 4 раза, а при концентрации 42% — в 7 раз. По данным Н. С. Панасен – кова с сотрудниками, при повышении концентрации сухих веществ в сгущенном молоке с 27,5 до 59,5% размер белковых частиц увеличи­вается с 155 до 306,4 нм, в сухом восстановлен ном — с 184,5 до 328,2 им, то есть по сравнению с исходным молоком дисперсность частиц пос­ле сгущения и сушки в среднем понижается в 2,3 и 2,5 раза. Получен­ные ими микрофотографии белковых частиц исходного сгущенного и сухого восстановленного молока показывают следующее. В сгущен­ном молоке содержатся агрегаты казеиновых мицелл неправильной формы, соединенные в виде цепочек, сухое восстановленное молоко содержит агрегаты разнообразной формы, состоящие из большого ко­личества белковых частиц и их фрагментов.

Микрофотографии белковых частиц сухого восстановленного молока свидетельствуют о том, что предварительная обработка и суш­ка молока вызывают незначительные изменения структуры казеино­вых мицелл. При восстановлении сухого молока казеиновые мицел­лы сохраняются, наблюдается лишь более плотная по сравнению с исходным молоком упаковка мицелл.

Следовательно, во время сгущения молока происходит денатура­ция сывороточных белков и взаимодействие казеиновых мицелл с солями кальция, приводящее к образованию структурированной (конденсационной) системы. По-видимому, длительное нагревание вызывает изменение заряда и степени гидратации белковых молекул, а также освобождение на их поверхности активных участков, способ­ных к взаимодействию. Снижению заряда и дегидратации казеино­вых мицелл также способствуют понижение рН молока и повыше­ние концентрации солей кальция в процессе сгущения. Так, подан­ным Ю. А. Заварина и Л. В. Чекулаевой, рН молока понижается с 6,6 до 6,3 и далее до 6,06 в готовом продукте, то есть система приближа­ется к изоэлектрическому состоянию казеина. Как известно, ионы кальция ускоряют агрегирование казеиновых мицелл за счет сниже­ния их заряда и образования межмолекулярных связей. Концентра­ция ионов кальция во время сгущения молока повьппается, но ее уве­личение идет значительно медленнее, чем повышение общего коли­чества сухих веществ.

Можно предполагать, что агрегированию казеиновых мицелл спо­собствуют и сывороточные белки, степень денатурации которых в процессе сгущения увеличи вается.

Основные методы предупреждения коагуляции казеина во время сгу­щения молока и последующей стерилизации сгущенного молока сво­дятся к снижению в молочной смеси избыточного количества ионизи­рованного кальция с помощью внесения солей-стабилизаторов в виде цитратов и фосфатов калия или натрия. К другим методам повышения тепловой стойкости молока относятся удаление путем центробежной очистки образовавшихся при предварительном нагревании молока до 754С неустойчивых белковыхагрегатов и коллоидною фосфата кальция, атакже высокотемпературная пастеризация смеси перед сгущением при 115 …1 30°С (с целью образования комплексов между казеином и [5-Лг).

Исследование влияния сгущения на сыропригодность молока по­казало, что процессы структурирования казеиновых мицелл, прохо­дящие во время сгущения молока, в значительной степени действуют на формирование сычужных сгустков. Использование сгущенного мо­лока сразу после ею получения сокращает продолжительность сычуж­ного свертывания и упрочнения сгустков. Мосле хранения сгущенно­го молока снижается скорость сычужного свертывания и ухудшаются структурно-механические свойства получаемых сгустков.

Лактоза. Как мы уже отмечали, при высоких температурах обра­ботки молока происходит сахароаминная реакция, или реакция Май – ара. Следовательно, потемнение сгущенных молочных консервов и сухого мол ока является следствием именно этой реакции. Взаимодей­ствие лактозы, белков и свободных аминокислот начинается в про • цессе сгущения молока и продолжается при хранении продуктов. По – тем! Iе! I ию сгущен нога моло ка с сахаром может способствовагь ис11 ол ь – зование сахарозы с высоким содержанием инвертного сахара (0,7… 1%), так как глюкоза и фруктоза особенно активно вступают в реакцию Майара, а также повышение содержания влаги и хранение продукта при высоких температурах. Например, хранение продукта при ЗО’С вызывает изменение цвета от светло-кремового до темно – бурого через 3…4 мес и через 1 мсс — при 40°С, при этом появляется посторонний привкус карамели. Потемнению сухого молока способ­ствуют длительная выдержка стушенного молока перед сушкой и по­вышение активности воды в продукте aw до величины 0,6…0,7.

К последствиям данной реакции также относится снижение био логической ценности продуктов, так как в результате реакции «бло – жируется» особенно дефицитная аминокислота — лизин. Потери до­ступного лизина при производстве сгущенного молока составляют 20% и при выработке сухого молока — около 15%. Необходимо отме­тить, что при сгущении и сушке могут необратимо изменяться не толь­ко лизин, но и другие важные аминокислоты — метионин и цистин.

По-видимому, некоторые продукты реакции Майара могут обра­зовывать перекрестные связи между полипептидными целями бел­ка, то есть вызывать полимеризацию казеина и затем загустевание сгущенных и сгущенных стерилизованных консервов. Правда, повы­шение вязкости продуктов может произойти вследствие образования экзополисахаридовосмофильными микроорганизмами, а также рас­пада белков под действием выдержавших высокотемпературную об­работку нативных и бактериальных протеаз, например, плазмина.

Известно, что в процессе сгущения молока увеличивается кон­центрация лактозы, ее раствор переходит в состояние, близкое к на­сыщенному. Последующее охлаждение сгущенного молока приводит к выпадению части лактозы в виде кристаллов. В первую очередь кри­сталлизуется оо-форма, как менее растворимая. Выпадение а-формы нарушает равновесие между двумя формами, и часть р-формы пере­ходит в а-форму. Продолжающийся процесс кристаллизации лакто­зы приводит к дальнейшему переходу р-формы в а-форму и т. д.:

Р-Лактоза а-Лактоза а-Лактоза (о.-гидрат).

Растворим? я Кристаллический

Форма форма

Консистенция сгущенного молока с сахаром определяется разме­рами и количеством образовавшихся при охлаждении и хранении про­дукта кристаллов молочного сахара. Для обеспечения хорошей кон­систенции продукта необходимо стремиться к массовому образова­нию мелких кристаллов лакгозы размером до 10 мкм. Недостаточно полная кристаллизация лактозы может привести к се кристаллиза­ции во время хранения продукта. При этом образуются крупные кри­сталлы размером 20…25 мкм, обусловливающие мучнистую и песча­нистую консистенцию сгущенного молока с сахаром.

В процессе сушки небольшая часть лактозы кристаллизуется, но ос­новная масса переходит в аморфное состояние. В аморфной лактозе пре­обладает р-форма, которая при дальнейшем процессе кристаллизации переходит в а-гидратную форму Аморфное состояние лакгозы обуслов­ливает высокую гигроскопичность сухих молочных продуктов. Кристал­лизация лактозы во время хранения сухого молока ухудшает его свойства.



Липиды. По время сгущения происходит диспергирование жиро­вой фазы молока с увеличением количества мелких шариков жира диаметром менее 2 мкм. Однако при увеличении продолжительнос­ти сгушения наблюдается их укрупнение и частичная дестабилиза­ция жировой эмульсии, при сгущении и сушке происходит частичный гидролиз триацилгли – церинов маточного жира и уменьшение в их составе количества ненасы­щенных жирных кислог. При этом выделяются летучие кислоты, образу­ются лактоны, карбонильные соединения, участвующие в формировании свойственного пастеризованному молоку вкуса и аромата продуктов. В процессах распыления сгущенного молока и сушки происходит, как правило, дробление шариков жира. Но изменение дисперсности жира во многом зависит от температуры воздуха, подаваемого в сушил­ку. Вместе с тем при сушке может увеличиться количество свободного жира, который подвержен окислению, что приводит к снижению стой­кости продукта при хранении. Ускорению реакции окисления способ­ствует наличие в продукте следов тяжелых металлов. Для предупреж­дения окислительной порчи в продукты можно вносить антиоксидан – ты — кверцетин, эфиры галловой кислоты и др.

Витамины. При сгущении и сушке снижается количество витами­нов. Так, содержание витамина Ли каротина уменьшается на 20%, ко­личество витамина Е — на 6%; рибофлавина — менее чем на 20%; ви­тамина В,2 — на 40…70%; пиридоксина — на 40% и выше. При сгуще­нии молока содержание аскорбиновой кислоты снижается на 17,..26%, а при последующем высушивании потери витамина достигают 60%.