mСОМ = 150 . 70/96 = 109,4 г
В = 150 – 109,4 = 40,6 мл
Определение количества жира, вносимого в образцы
- определение содержания жира в приготовленных образцах. Производим по формуле:
mж = mСОМ . ЖСОМ /100, (9)
где mж - количество жира в образце, г
ЖСОМ - содержание жира в СОМ, %
1) Образец 9%
mж = 14 . 0,2 / 100 = 0,028 г
2) Образец 20%
mж = 31,2 . 0,2 / 100 = 0,062 г
3) Образец 30%
mж = 46,9 . 0,2 / 100 = 0,0938 г
4) Образец 40%
mж = 62,5 . 0,2 / 100 = 0,125 г
5) Образец 50%
mж = 78,1 . 0,2 / 100 = 0,1562 г
6) Образец 60%
mж = 93,75 . 0,2 / 100 = 0,188 г
7) Образец 70%
mж = 109,4 . 0,2 / 100 = 0,22 г
- определение необходимого содержания жира в образцах с добавлением жира «Союз». Для этого составим пропорцию:
при 74% сухих веществ - 8,8% жира в готовом продукте
1) при 9% - Х% жира
Х = 1,07%
2) при 20%
Х = 2,4%
3) при 20%
Х = 3,57%
4) при 40%
Х = 4,76%
5) при 50%
Х = 5,95%
6) при 60%
Х = 7,1%
7) при 70%
Х = 8,3%
Массу жира находим по формуле:
mж2 = mв.м . Ж в.м / 100, (10)
где mж2 - необходимое количество жира в образцах, г
Ж в.м - содержание жира в образцах при внесении жира «Союз»,%
1) 9% mж2 = 150 . 1,07 / 100 = 1,605 г
2) 20% mж2 = 150 . 2,4 / 100 = 3,6 г
3) 30% mж2 = 150 . 3,57 / 100 = 5,36 г
4) 40% mж2 = 150 . 4,76 / 100 = 7,14 г
5) 50% mж2 = 150 . 5,95 / 100 = 8,03 г
6) 60% mж2 = 150 . 7,1 / 100 = 10,65 г
7) 70% mж2 = 150 . 8,3 / 100 = 12,45 г
- определение массы жира «Союз» производим по формуле:
mж3 = mж2 - mж , (11)
где mж3 - масса вносимого растительного жира, г
1) 9% mж3 = 1,605 – 0,028 = 1,04 г
2) 20% mж3 = 3,6 – 0,062 = 3,54 г
3) 30% mж3 = 5,36 – 0,0938 = 5,3 г
4) 40% mж3 = 7,14 – 0,125 = 7,02 г
5) 50% mж3 = 8,93 – 0,1562 = 8,77 г
6) 60% mж3 = 10,65 – 0,188 = 10,46 г
7) 70% mж3 = 12,45 – 0,22 = 12,23 г
Данные расчётов заносим в таблицу:
Таблица. 4.1 Рецептура приготовления образцов (на 150 г)
| Содержание сухих | mСОМ, г | В, мл | mж3,г |
| веществ (в образце,%) | |||
| 9 | 14 | 136 | 1,04 |
| 20 | 31,2 | 118,8 | 3,54 |
| 30 | 46,9 | 103,1 | 5,3 |
| 40 | 62,5 | 87,5 | 7,02 |
| 50 | 78,1 | 71,2 | 8,77 |
| 60 | 93,75 | 56,25 | 10,46 |
| 70 | 109,4 | 40,6 | 12,27 |
б) Растворение СОМ
проводим согласно режимам, указанным в прил. 1
в) Внесение расплавленного жира «Союз» в образцы и перемешивание
г) Гомогенизация образцов
режим гомогенизации t = 60°С, 3000 об/мин, τ = 3 мин.
д) Микроскопирование
Результаты микроскопирования представлены ниже:
| Содержание сухих веществ в образце, % | Средний диаметр жировых шариков, мкм |
| 9 | 2,7 |
| 20 | 2,5 |
| 30 | 1,6 |
| 40 | 2,8 |
| 50 | 3 |
Графическая зависимость представлена в прил. 2.
Образцы с содержанием сухих веществ 60 и 70% отбросили по невозможности проведения растворения.
Опыт 2
Гомогенизация образцов восстановленного СОМ до 9%, 20%. 30%, 40%, 50%, 60% содержания сухих веществ с добавлением жира «Союз» и сахара.
29 апреля 2004 года
Сырьё:
- сухое обезжиренное молоко (см. опыт 1)
- жир «Союз»
- вода питьевая
- сахар – песок
а) Расчёты
Определение количества сухого молока и количества воды (см. опыт 1).
Определение количества сахара и воды для приготовления сиропа.
Количество сахара определяем по формуле:
mсах = (mмол.см . Жсм . САХпр) / (100 . Жпр) , (12)
где mсах - количество сахара, г
mмол.см - масса молочной смеси, г
Жсм - содержание жира в смеси, %
Жпр - содержание жира в продукте, %
САХпр - массовая доля содержания сахарозы,%
Количество воды определяем по формуле:
mводы = (mсах (Ссах – Ссир) ) / Ссир , (13)
где mводы - количество воды, мл
Ссах - содержание сухих веществ в сахаре, %
Ссир - содержание сухих веществ в сиропе, %
Определение количества жира «Союз» производим по формулам (9), (10), (11).
Результаты расчётов представлены в таблице.
Таблица.4.2 Рецептура приготовления образцов
| Содержание | mСОМ, г | В, мл | mсах ,г | mводы, мл | mж3,г |
| Сухих веществ, % | |||||
| 9 | 14 | 13,6 | 12,2 | 4,2 | 1,037 |
| 20 | 31,2 | 118,8 | 27,4 | 9,4 | 3,54 |
| 30 | 46,9 | 103,1 | 40,8 | 14 | 5,3 |
| 40 | 62,5 | 87,5 | 54,3 | 18,7 | 7,02 |
| 50 | 78,1 | 71,2 | 67,9 | 23,4 | 8,77 |
| 60 | 93,75 | 56,25 | 81,42 | 28,06 | 10,335 |
б) Растворение СОМ (см. опыт 1).
в) Внесение расплавленного жира «Союз»
г) Приготовление сиропа
В колбу на 250 мл вносили необходимое количество сахара и необходимое количество воды, предварительно нагретую до 80°С. Доводили до кипения и варили до прозрачности сиропа.
Внесение сиропа производили в восстановленное молоко при комнатной температуре.
д) Гомогенизация
Режим гомогенизации t = 60°С, 3000 об/мин, , τ = 3 мин.
е) Микроскопирование
Результаты микроскопирования
| Содержание сухих веществ в образце, % | Средний диаметр жировых шариков, мкм |
| 9 | 2,4 |
| 20 | 2,3 |
| 30 | 1,63 |
| 40 | 1,2 |
| 50 | 1,36 |
| 60 | 2,5 |
Графическая зависимость представлена в прил.2.
Опыт 3
Гомогенизация образцов восстановленного СОМ до 9%, 20%. 30%, 40%, 50%, 60% содержания сухих веществ с добавлением жира «Союз» и сахара.
(повторение опыта 2)
Результаты микроскопирования
| Содержание сухих веществ в образце, % | Средний диаметр жировых шариков, мкм |
| 9 | 1,8 |
| 20 | 1,62 |
| 30 | 1,55 |
| 40 | 1,25 |
| 50 | 1,4 |
| 60 | 2,0 |
Графическая зависимость представлена в прил.2.
Опыт подтвердился.
Опыт 4
Гомогенизация восстановленного СОМ до 9%, 20%. 30%, 40%, 50%, 60% содержания сухих веществ с подсолнечным маслом и сахаром, и сгущение проб с 40% и 50% сухих веществ
14 мая 2004 года
Сырьё:
- сухое обезжиренное молоко (см. опыт 1)
- подсолнечное рафинированное масло «Милора»
- вода питьевая
- сахар – песок
а) Расчёты (см. опыт 2)
б) Растворение СОМ (см. опыт 2).
в) Внесение подсолнечного масла в образцы и тщательное перемешивание
г) Гомогенизация (см. опыт 2)
д) Микроскопирование
Результаты микроскопирования
| Содержание сухих веществ в образце, % | Средний диаметр жировых шариков, мкм |
| 9 | 2,3 |
| 20 | 1,6 |
| 30 | 1,54 |
| 40 | 1,5 |
| 50 | 1,6 |
| 60 | 2,6 |
Графическая зависимость представлена в прил.2.
е) Сгущение проб с 40% и 50% содержанием сухих веществ в восстановленном молоке
- с содержанием сухих веществ 40%
Начало 11:50 Конец 13:20
t воды = 71°С
t кипения продукта = 51°С
Р = 0,9 кг / см2
- с содержанием сухих веществ 50%
Начало 15:30 Конец 16:20
t воды = 51°С
t кипения продукта = 44°С
Р = 1 кг / см2
ж) Фасование в стеклянные баночки, охлаждение проходило самопроизвольно. Хранение при t = 5°С.
Характеристика готового продукта
1. Сгущенное молоко из восстановленного до 40% сухих веществ.
Содержание сухих веществ - 72%
Размер кристаллов лактозы - 1-3 мкм
Диаметр жировых шариков - 1,6 мкм
Кислотность - 110 ºТ
Содержание жира - 8,6 %
Органолептические показатели соответствуют норме, с привкусом подсолнечного масла.
2. Сгущенное молоко из восстановленного до 50% сухих веществ.
Содержание сухих веществ - 72%
Размер кристаллов лактозы - 6-12 мкм
Диаметр жировых шариков - 1,7 мкм
Кислотность - 121 ºТ
Содержание жира - 8,6 %
Органолептические показатели – вкус восстановленного молока и выраженный вкус подсолнечного масла. Консистенция неоднородная крупинчатая. Повышенная вязкость, со шпателя стекает комьями.
При проведении опытов пришли к выводу. Нужно растворять СОМ до содержания сухих веществ 40-50%. При растворении СОМ выше 50% ухудшается сам процесс растворения.
Как показал опыт 4, что содержание сухих веществ выше 40% отражается и на органолептических показателях в худшую сторону (неоднородная консистенция, повышенная вязкость, привкус восстановленного молока).
Поэтому последующие исследования для уточнения технологии проводили при растворении СОМ до 30-40% сухих веществ.
4.5 Эксперимент 2
Выработка опытных и контрольных образцов сгущенного молока с сахаром с использованием в качестве сырья сухого обезжиренного молока и растительного жира.
Задачи эксперимента:
Выявить влияние используемого жира на качество готового продукта и технологические операции.
Опыт 1
Выработка сгущенного молока с сахаром из СОМ восстановленного до 40% сухих веществ:
- с подсолнечным маслом
- с молочным жиром
- с жиром «Союз».
18 мая 2004 г.
Сырьё:
- сухое обезжиренное молоко
содержание влаги 4%
кислотность 22 ºТ
жирность 0,2%
растворимость 0,1 см
- подсолнечное рафинированное масло «Милора»
- молочный жир
- жир «Союз»
- питьевая вода
- сахар – песок
- сухая мелкокристаллическая лактоза.
а) Расчёты (см. эксп. 1 опыт 2)
б) Приготовление образцов восстановленного СОМ до 40% сухих веществ с подсолнечным маслом, с молочным жиром, с жиром «Союз»:
- растворение (прил. 1)
- внесение жиров
- приготовление и внесение сиропа
- гомогенизация
в) Сгущение образцов
- с подсолнечным маслом
Начало 14:21 Конец 15:40
t воды = 70°С
t кипения продукта = 56°С
Р = 0,9 кг / см2
- с молочным жиром
Начало 11:50 Конец 13:05
t воды = 74°С
t кипения продукта = 52°С
Р = 0,95 кг / см2
- с жиром «Союз»
Начало 13:43 Конец 14:54
t воды = 71°С
t кипения продукта = 48°С
Р = 0,9 кг / см2
г) Охлаждение и кристаллизация.
Охлаждение проводили до 35°С, вносили затравку и в течение 20 мин при данной температуре перемешивали, далее вели охлаждение до 20°С. Охлаждение проводили также при перемешивании.
д) Фасование и хранение.
Фасование проводили в стеклянные баночки, хранили при t = 5°С.
Характеристика готового продукта.
Таблица.4.3 Параметры готового продукта
| Параметры | Образцы сгущенного молока | ||
| с подсолнечным | с молочным | с жиром | |
| Маслом | жиром | «Союз» | |
| - содержание сухих веществ, % | 74 |
75 |
74 |
-Содержание жира |
8,8 | 8,9 | 8,8 |
| - размер кристаллов лактозы, мкм | 3-18 |
6-9 |
3-6 |
| - диаметр жировых шариков, мкм | 2,4 |
1,85 |
1,45 |
| - кислотность, ºТ | 109 | 83 | 94 |
| - органолептические показатели | нормальные слабый вкус подсолнечного масла | нормальные | нормальные |
Опыт 2
Выработка контрольного образца сгущённого молока с сахаром из сухого цельного молока, восстановленного до 40% сухих веществ
19 мая 2004 г.
Сырьё:
- сухое цельное молоко
содержание влаги 3,5%
кислотность 17,7 ºТ
жирность 25%
растворимость 0,05 см
- сахар - песок
- питьевая вода
а) Расчёты
Определение количества сухого цельного молока по формуле (7):
mс.ц.м. = 150 . 40 /96,5 = 62,5 г
Количество воды по формуле (8):
В = 150 – 62,5 = 87,5
Определение жирности смеси производят по формуле:
Жсм = mс.ц.м . Жс.ц.м / m в.м , (14)
где Жсм - жирность восстановленного молока, %
mс.ц.м - жирность сухого цельного молока, %
Жсм - 62,5 . 25/150 = 10,42%
Количество сахара и воды необходимые для варки сиропа находим по формулам (12) и (13):
mсах = 150 . 10,42 . 44,6 / 100 . 8,8 = 79,2 г
mводы = 79,2 (99,5 – 74) / 74 = 27,3 мл
б) Восстановление сухого цельного молока до содержания сухих веществ, 40%, режимы восстановления в прил.1.
в) Приготовление сахарного сиропа и внесение в восстановленное молоко при комнатной температуре.
г) Сгущение
Начало 15:30 Конец 16:55
t воды = 73°С
t кипения продукта = 52°С
Р = 0,9 кг / см2
д) Охлаждение при постоянном перемешивании до 35°С, внесение затравки и перемешивание при данной температуре 20 мин, далее охлаждение до 20°С.
е) Фасование в стеклянные баночки и хранение при t = 5°С.
Характеристика готового продукта
Содержание сухих веществ, % 72
Размер кристаллов, мкм 6-9
Диаметр жировых шариков, мкм 1,2
Кислотность, ºТ 55
Органолептические показатели соответствуют норме
Содержание жира,% 8,6
Опыт 3
Выработка сгущённого молока с сахаром из СОМ, восстановленного до 40% сухих веществ
- с подсолнечным маслом
- с молочным жиром
- с жиром «Союз»
(Повтор опыта 2)
24 мая 2004 г.
а) Расчёты (см. эксп. 2 опыт 2)
б) Приготовление образцов (см. эксп. 2 опыт 2)
в) Сгущение образцов
- с подсолнечным маслом
Начало 13:50 Конец 15:10
t воды = 70°С
t кипения продукта = 57°С
Р = 0,85 кг / см2
- с молочным жиром
Начало 11:53 Конец 13:30
t воды = 77°С
t кипения продукта = 52°С
Р = 0,9 кг / см2
- с жиром «Союз»
Начало 15:35 Конец 16:35
t воды = 74°С
t кипения продукта = 62°С
Р = 0,85 кг / см2г)
г) Охлаждение и кристаллизация (см. эксп. 2 оп. 2).
д) Фасование и хранение (см. эксп. 2 оп. 2).
Характеристика готового продукта.
Таблица.4.4 Параметры готового продукта
| Параметры | Образцы сгущенного молока | ||
| с подсолнечным | С молочным | с жиром | |
| маслом | жиром | «Союз» | |
| - содержание сухих веществ, % | 74 |
73 |
73 |
| - содержание жира,% | 8,8 | 8,7 | 8,7 |
| - размер кристаллов лактозы, мкм | 6 |
6-9 |
3-6 |
| - диаметр жировых шариков, мкм | 1,8 |
1,2 |
1,6 |
| - кислотность, ºТ | 96 | 86 | 80 |
| - органолептические показатели | нормальные слабый вкус подсолнечного масла | нормальные | нормальные |
Опыт подтвердился.
Выработка опытных и контрольных образцов проводилась без пастеризации. Дальнейшие исследования проводили по режиму пастеризации.
Опыт 4
Выработка сгущённого молока с сахаром из СОМ, восстановленного до 30% и 40% сухих веществ, с добавлением жира «Союз». В данном опыте применяли режим пастеризации.
Пастеризация
Основная цель пастеризации – уничтожение вегетативных форм микроорганизмов, находящихся в молоке. Эффективность действия пастеризации зависит от двух основных параметров: температуры, до которой нагревают молоко и выдержки его при данной температуре. В зависимости от этого различают пастеризацию молока с выдержкой и без выдержки [28].
При выборе производственных режимов пастеризации наряду с необходимостью подавления микрофлоры учитывают и особенности технологии того или иного молочного продукта [32].
При выработке сгущённого молока с сахаром мы применяли кратковременную пастеризацию при 95о С без выдержки с последующим немедленным охлаждением до 60О С.
31 мая 2004 г.
Сырьё:
- сухое обезжиренное молоко
содержание влаги
кислотность
жирность
растворимость
- сахар - песок
- питьевая вода
- жир «Союз»
а) Расчёты (см. экпс. 1, оп.2)
б) Растворение СОМ до 30% и 40% сухих веществ, режимы растворения в прил.1.
в) Внесение расплавленного жира.
г) Приготовление и внесение сиропа
д) Гомогенизация
Режим гомогенизации t = 60°С, 3000 об/мин, τ = 3 мин.
е) Пастеризация смеси при t = 95°С, без выдержки и охлаждения до t = 60°С.
ж) Сгущение
- образец восстановленный до 30% сухих веществ
Начало 16:10 Конец 17:40
t воды = 70°С
t кипения продукта = 49°С
Р = 0,9 кг / см2
- образец, восстановленный до 40% сухих веществ
Начало 15:48 Конец 17:10
t воды = 73°С
t кипения продукта = 51°С
Р = 0,9 кг / см2
з) Охлаждение при постоянном перемешивании до 35°С, внесение затравки и перемешивание при данной температуре 20 мин, далее охлаждение до 20°С.
и) Фасование в стеклянные баночки и хранение при t = 5°С.
Характеристика готового продукта
Таблица 4.5 Параметры готового продукта
| Показатели | Образцы, восстановленные до сухих веществ | ||
| 30% | 40% | ||
| - содержание сухих веществ, % | 72 |
72 |
|
| - содержание жира,% | В,6 | 8,6 | |
| - размер кристаллов лактозы, мкм | 6 |
6 |
|
| - диаметр жировых шариков, мкм | 2 |
2,2 |
|
| - кислотность, | 83 | 83 | |
| - органолептические показатели | Нормальные | Нормальные | |
При проведении опытов пришли к выводу, что содержание сухих веществ не влияет на процесс пастеризации.
В пастеризованных образцах размер жировых шариков больше при 40% сухих веществ, чем при 30%.
Сравнивая образцы сгущённого молока с сахаром непастеризованные и пастеризованные можно сказать, что в результате пастеризации размер жировых шариков увеличивается.
5 Обсуждение результатов
5 .1 Исследование гомогенизации
а) влияние содержания сухих веществ в восстановленном молоке.
Полученные в результате опытов по исследованию гомогенизации (эксперимент 1) данные представлены в табл.5.1.
Таблица 5.1 Средний диаметр жировых шариков, мкм
| Опыт | Содержание сухих веществ, % | |||||
| 9 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
| Гомогенизация с жиром «Союз» | 2,7 | 2,5 | 1,6 | 2,8 | 3 | - |
| Гомогенизация с жиром «Союз», с сахаром | 2,4 | 2,3 | 1,63 | 1,2 | 1,36 | 2,5 |
| Гомогенизация с жиром «Союз», с сахаром (повтор) | 1,8 | 1,62 | 1,55 | 1,25 | 1,4 | 2,0 |
| Гомогенизация с подсолнеч-ным маслом, с сахаром | 2,3 | 1,6 | 1,54 | 1,5 | 1,6 | 2,6 |
С увеличением содержания сухих веществ в образцах размер жировых шариков постепенно уменьшается и становится минимальным при 30% сухих веществ в опыте без сахара и при 40% в опыте с сахаром. Далее размер жировых шариков увеличивается. Данные эксперимента говорят о том, что наилучшие результаты гомогенизации были получены при 30% (без сиропа) и при 40% (с сиропом) содержании сухих веществ в восстановленном молоке.
Полученные по гомогенизации закономерности были идентичны в последующих опытах при выработке продуктов.
В зависимости от содержания сухих веществ в восстановленном молоке размер жировых шариков также менялся в продукте.
Это показано следующей графической зависимостью:
Рис. 5.1. Средний диаметр жировых шариков в зависимости
от содержания сухих веществ в восстановленном молоке
В интервале с 30% до 40% наблюдалось уменьшение диаметра жировых шариков. Наименьший диаметр жировых шариков при 40%. В интервале с 40% до 50% наблюдалось увеличение размеров жировых шариков.
В продукте, выработанном из восстановленного сухого обезжиренного молока до 40% сухих веществ диаметр жировых шариков минимальный.
б) влияние сиропа
В опыте без использования сахара размеры жировых шариков несколько выше, чем в опыте с сахаром. Минимальные значения диаметров жировых шариков в опыте без внесения сахарного сиропа наблюдалось при 30% содержания сухих веществ в восстановленном молоке и при 40% в опыте с внесением сиропа ( табл.5.1).
Внесение в гомогенизируемую смесь сиропа благоприятно воздействует на гомогенизацию.
Внесение сиропа не только способствует получению в результате гомогенизации жировых шариков меньшего размера, но и оказывает благоприятное воздействие на проведение самого процесса гомогенизации при повышенном содержании сухих веществ. Сахарный сироп, внесенный в восстановленное молоко с повышенным содержанием сухих веществ, снижает вязкость смеси и тем самым облегчает проведение технологической операции.
в) влияние вида жира
При использовании жира «Союз» размеры жировых шариков несколько меньше, чем при использовании подсолнечного масла (табл.5.1).
Использование жира «Союз» предпочтительнее чем подсолнечного масла.
5.2. Влияние содержания сухих веществ в восстановленном молоке.
а) на проведение технологических операций: растворение, сгущение.
- растворение
С увеличением содержания сухих веществ растворение сухого молока проходит труднее.
Из проделанных опытов можно сказать, что рекомендуется растворять до 40%, поскольку начиная с 50% сухих веществ растворение уже значительно затрудняется, у 60%-го образца в опыте с использованием сиропа после растворения остаются комочки, а в опыте без внесения сиропа растворение невозможно, в образце с 70% сухих веществ растворение также невозможно.
- сгущение
| Содержание сухих веществ в образце, % | Содержание сухих веществ в сгущённом молоке, % | Продолжительность сгущения, мин. |
| 30 | 72 | 90 |
| 40 | 72 | 80 |
| 50 | 72 | 50 |
Чем выше содержание сухих веществ в восстановленном молоке, тем продолжительность сгущения меньше.
б) на качество продукта
- органолептическая оценка
При проведении опытов (эксп.1, оп.4) для выработки продукта использовались концентрации сухих веществ в восстановленном молоке 40% и 50%, результаты приведены в табл.5.2.
Таблица 5 .2. Балловая оценка органолептических свойств сгущенного молока с сахаром
| Образец | Внешний | Оцен- | Запах, | Оцен- | Структура, | Оцен- | Итого |
| (содержание | вид и | ка, | вкус, | ка, | консистен- | ка, | |
| сухих веществ, | цвет | баллы | ароматы | баллы | ция | баллы | |
| %, вид жира) | |||||||
Эксперимент 1 Опыт 4 40% с подсолнеч-ным маслом |
норм. |
5 |
привкус подсолнечного масла |
4 |
норм. |
5 |
14 |
50% с подсолнеч- ным маслом |
норм. |
5 |
выраженный привкус подсолнечного масла, привкус восстановленного молока | 3 |
неоднородная, крупинчатая, со шпателя стекает комками | 3 |
11 |
У образца восстановленного
29-04-2015, 04:12