2015Сибирский НИИ сыроделия, сборник научных трудов

цеолита – 0,221 мг/кг. Контрольный образец показал содержание бария-133

0,228 мг/кг [4].

В результате проведенных исследований, можно сделать вывод, что использование цеолита в качестве сорбента значительно влияет на содержание элементов в сырье животного происхождения – в молоке. Прослеживается динамика снижения концентрации химических элементов в зависимости от количества сорбирующего вещества (цеолита). Данный способ понижения токсичных элементов в молоке, отобранных из разных экологически неблагоприятных регионов позволит получить экологически чистое сырье для производства различных молочных продуктов для массового потребления. Работа выполнена в рамках выполнения научно-исследовательских работ по гранту Комитета Науки Министерства образования и науки Республики Казахстан по теме

«Научно-практическое обоснование использования синбиотических препаратов, обладающих иммуностимулирующей активностью, в производстве молочных продуктов».

Список использованной литературы:

1.Хорунжина С. И., Громов К. Г. Извлечение токсичных компонентов из пищевых продуктов // Из кн. «Материалы научно-практической конференции с международным участием»,- Новосибирск: Кемеровский институт пищевой промышленности, КМЦ «ЛИТОС», 2010.- С. 78-80.

2.Kakimov A.K., Kakimova Zh.H., Zharykbasova K.S., Bepeyeva A.E., Moldabaeva Zh.K. Degree of Americium-241 and Caesium-137 accumulation in the raw materials of animal origin. – Материалы Международной научно-

практической конференции «Современные интеграционные приоритеты науки: от исследований до инноваций», посвященный 50летию ЗападноКазахстанского аграрно-технического университета имени Жангир хана. Часть

I. – Уральск, 2013. – С.266-268.

3.Научный центр радиоэкологических исследований. Современная радиоэкологическая обстановка на территориях, прилегающих к Семипалатинскому испытательному ядерному полигону» / Амирбеков Ш.А., Дюсембаев С.Т., Амирханов К.Ж., Какимов А.К., Есимбеков Ж.С. – Семей, 2013. – 270 с.

4.A. Kakimov, Zh. Kakimova, Zh. Yessimbekov, A. Bepeyeva, K. Zharykbasova, Y. Zharykbasov Heavy metals distribution in soil, water, vegetation and meat in the regions of East-Kazakhstan. Journal of Environmental Protection, 4, 2013 (Published Online November 2013).

41

УДК 637.1:613.2.

Факторы «борьбы» с лактозой в молоке

К.А. Романова, магистрант, Т.В. Рыбченко, к.т.н., доцент

Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, г. Омск

Сохранение и укрепление здоровья населения является важнейшей задачей любого государства. Здоровье каждого человека и нации в значительной мере определяется типичным рационом питания. Продукты питания, кроме снабжения организма человека энергией, необходимыми нутриентами, выполняют и другие функции, наиболее важная из которых– профилактика и лечение ряда заболеваний.

Разработка и внедрение в производство продуктов функционального назначения являются основными целями государственной политики в области здорового питания населения на период до2020 год [1, 3].

В настоящее время, в молочной промышленности происходят своего рода революции, с целью привлечения в качестве потребителей людей, которые по своей сути не могут употреблять молочные продукты из-за непереносимости одного из самых основных компонентов молока-лактозы, т.е. молочного сахара! Как правило, под термином непереносимость лактозы подразумевается такое состояние организма человека, при котором он не способен переваривать данный углевод. Обычно непереносимость лактозы обусловлена недостаточностью фермента лактазы, который расщепляет молочный сахар до глюкозы и галактозы.

Проблема непереносимости данного компонента, затронула производителей разных стран, поскольку мировая статистика гласит о следующем. В таких странах как Голландия, Дания, Финляндия, Британия непереносимостью молочного углевода страдают от 1-5% населения взрослых людей; среди французов, немцев, швейцарцев, австрийцев и итальянцев людей, страдающих непереносимостью лактозы - уже больше: от 10 до 20%. А вот у носителей азиатских генов (индийцев, китайцев, казахов, жителей Юго-Восточной Азии) непереносимостью лактозы страдают 70–90% взрослых. В России распространение непереносимости молока варьируется в зависимости от региона и генетических особенностей проживающего населения, но в целом в России по статистике число людей, имеющих лактазную недостаточность, достигает 17-26 % от общего населения крупных городов, таких, как Москва и Санкт-Петербург [2].

Поставив перед собой задачу, разработать продукт содержание лактозы в котором необходимо свести к минимуму, острым вопросом стал выбор путей ее устранения. И соответственно нами были определены основные направления работы:

1.Выбор способа устранения лактозы из молока, т.е. основного фермента;

2.Установление факторов влияния на работу фермента;

3.Определение степени гидролиза молочного сахара на «простейшем» субстрате.

42

Для проведения процесса гидролиза в молоке был использован ферментный препарат β-галактозидазы «Максилакт 2000», полученный из молочных дрожжей Klyveromyceslactis. Фермент не имеет вкуса и запаха, хорошо растворим в водных растворах и не изменяет цвет молока. Данный коммерческий препарат производится голландской фирмой GistBrocades. Активность ферментного препарата «Максилакт» определялась по отношению субстратам. Единица активности фермента соответствует такому количеству фермента, которое за 1 минуту приводит к гидролизу 1 микромоля гликозидных связей.

Активность ферментов в значительной степени зависит от таких факторов, как: рН среды, температура, концентрация фермента. Влияние этих факторов на активность фермента было исследовано, результаты приведены ниже.

Активная кислотность среды (рН) является важным фактором, влияющим на активность ферментов, которые благодаря наличию активных центров(коферментов),активны только в определённом диапазоне значений активной кислотности (рН).Для изучения влияния pH среды на процесс гидролиза лактозы в молоке нами проводились опыты на пастеризованном молоке с массовой долей жира 2,5% в одной партии молока при значениях pH молока рав-

ных: 5,8; 6,0; 6,2; 6,4; 6,6; 6,8; 7,0; 7,5.Условия процесса: температура 40°С,

продолжительность 4 часа, концентрация фермента 2000 нейтральных единиц лактазы (НЕЛ)/л.

Результаты исследования представлены на рис. 1. Анализ полученных данных показал, что наибольшее количество лактозы в молоке гидролизуется при активной кислотности (pH), равной 6,5-6,8. При снижении pH ниже 6,0 и повышении выше 7,5 наблюдается заметное уменьшение скорости гидролиза лактозы, особенно при смещении значений активной кислотности в «кислую сторону».

Рис. 1 Влияние активной кислотности на гидролиз лактозы

В ферментативных реакциях температура является одним из существенных факторов, влияющих на скорость гидролиза. Практически все химические реакции и процессы, происходящие под действием ферментов, с повышением температуры ускоряются. С другой стороны, при значительном повышении температуры может происходить тепловая инактивация ферментов, особенно, если воздействие высокой температуры длительно.

43

Температура варьировалась в диапазоне 4-55°С. Другие условия опытов не менялись (рН 6,5-6,8). Как видно из графика, представленного на рис. 2, гидролиз лактозы равномерно повышается с увеличением температуры от 4 до 3740°С и заметно падает с дальнейшим ее ростом. Оптимальная температура для гидролиза лактозы в молоке составила 40 °С. В этом случае наблюдается наибольшая скорость гидролиза и получена максимальная степень расщепления лактозы.

Рис. 2 Влияние температуры на гидролиз лактозы

Уменьшение степени гидролиза с увеличением температуры вызвано инактивацией фермента и потерей им вследствие этого каталитической активности. При снижении температуры, степень гидролиза снижается вследствие.

Одним из важных факторов при проведении гидролиза лактозы является определение оптимальной концентрации используемого фермента. Выбор оптимальной, максимально эффективной концентрации позволяет сократить продолжительность процесса гидролиза и при этом не применять повышенные дозы, повышает экономическую эффективность процесса.

При изучении процесса гидролиза с использованием ферментного препарата «Максилакт-2000», задачей исследований был выбор таких условий, при которых минимальные дозы фермента могли обеспечить достаточную степень гидролиза лактозы. Было исследовано влияние различных концентраций ферментного препарата «Максилакт – 2000» (от 500 до 3000 НЕЛ/л) на эффективность гидролиза лактозы в молоке. Проводились сравнительные опыты, в которых все условия, кроме дозировки, были постоянными, оптимальными для проведения процесса гидролиза (температура 40°С, pH 6,68). Влияние различных концентраций вносимого фермента на гидролиз лактозы в молоке представлены на рис. 3.

Из анализа данных очевидно, что с увеличением концентрации фермента скорость гидролиза возрастает. Так, например, при концентрации фермента 2000 НЕЛ/л за 1 час процесса гидролизуется более 50% лактозы, такое же количество лактозы гидролизуется при 500 НЕЛ/л за 4 часа, Однако при дальнейшем увеличении концентрации, скорость гидролиза значительно не изменилась, на основании чего можно сделать вывод, что увеличивая продолжительность

44

гидролиза, представляется возможным уменьшить дозировку ферментного препарата. Достаточной концентрацией ферментного препарата была принята 2000 НЕЛ/Л.

Рис. 3. Динамика процесса гидролиза лактозы

Таким образом, в результате исследований влияния концентрации фермента на гидролиз лактозы в молоке определена оптимальная концентрация фермента (2000 НЕЛ/л).

Согласно поставленным задачам, можно твердо сказать, что нами был выбран четкий путь устранения лактозы из молока, по средствам ферментного препарата «Максилакт – 2000». В ходе работы с которым, мы определили оптимальные факторы условий протекания процесса гидролиза, установили их влияние на ход процесса (температура 40°С, pH 6,68). Опытным путем определили зависимость степени гидролиза от концентрации вносимого фермента.

Проведенные иллседования в области определения факторов «борьбы» с лактозой в ее непосредственном природном источнике, показали возможные пути для разработки технологий продуктов для узких групп населения планеты, позволяют двигаться в этом потоке, искать возможности, в осуществлении процесса.

Библиографический список

1.Поздняковский, В.М. Гигиенические основы питания, безопасность иэкспертиза пищевых продуктов. – Новосибирск, 2002. – 556 с.

2.Свириденко, Ю.Я. Гидролиз лактозы фильтрата сыворотки иммобилизованной β-галактозидазой. / Ю.Я. Свириденко, Ю.А. Боровкова, В.Ю. Смурыгин и др. / Молочная промышленность, 1985. – №2. – С. 14-16.

3.Храмцов, А.Г. Феномен лактозы и ее производных. / Молочная промышленность, 2005. – № 4. – С. 48-49.

45

УДК 608.3 (005)

Мягкие сыры: анализ изобретательской активности в России

А.А. Майоров, д.т.н., проф., О.Н. Мусина, к.т.н., доц.

ФГБНУ «Сибирский научно-исследовательский институт сыроделия», Барнаул

Основой данной статьи послужил ретроспективный статистический анализ патентной документации, начиная с первых по времени публикаций патентных документов России и СССР (с 1924 г.). Для правильного проведения поиска информации необходимо определить классификационные рубрики по предмету поиска. Для этой цели используют международную патентную классификацию (МПК). Согласно МПК, мягкие сыры отнесены к разделу А (удовлетворение жизненных потребностей человека), классу 23 (пища или пищевые продукты; их обработка, не отнесенная к другим классам), подклассу С (молочные продукты, например молоко, масло, сыр; заменители молока или сыра; их производство), группе 19 (сыр, продукты из сыра, производство сыра и продуктов из него), подгруппе 076 (мягкий незрелый сыр, например сыр коттедж, сливочный сыр). Формирование информационного массива для последующего анализа осуществлено с использованием общедоступных источников патентной информации: официальных бюллетеней и баз данных Федерального института промышленной собственности.

Полученный информационный массив был подвергнут статистическому анализу, причем в первую очередь оценивали динамику патентования. Под динамикой патентования понимается отражаемое в охранных документах (авторских свидетельствах, патентах на изобретения и полезных моделях) изменение активности изобретательской деятельности в исследуемой области техники за определенный период времени. При исследовании динамики патентования определяют, на какие годы приходится наиболее интенсивная изобретательская деятельность по данному виду техники, и каково в количественном выражении состояние патентования в исследуемой области на момент выполнения патентных исследований.

Анализ динамики патентования имеет высокую практическую значимость. Повышенная изобретательская активность в определенной области является свидетельством появления новых проблем или возможностей. Как правило, в таких случаях охранные документы, защищающие первоначальное техническое решение, сопровождаются "пакетом" патентов, относящихся к техническим решениям, созданным в развитие первоначального. По данным литературы время появления такого "пакета" в среднем на 5-15 лет (в зависимости от области техники) опережает выпуск промышленной продукции, в которой используются данные технические решения.

Для оценки динамики патентования сформированный нами массив охранных документов был подвергнут статистической обработке. С этой целью данные об их количестве были систематизированы по годам регистрации первичных заявок.

46

При этом оказалось, что по анализируемой подгруппе до 1957 г. не было подано ни одной заявки. В целом количество выданных охранных документов и опубликованных заявок на изобретения за период 1924-1970 гг. в подгруппе крайне невелико – пять документов.

В последующие 20 лет (с 1971 по 1990 гг.) наблюдается практически десятикратное увеличение изобретательской активности в изучаемой области техники – поиск дал 47 документов.

За последующие 15 лет (в период с 1991 по 2007 гг.) продолжает наблюдаться высокая активность анализируемой подгруппе. За указанный период обнаружено 55 документов.

По итоговым данным учета опубликованных патентных документов (заявок, патентов на изобретения и полезные модели, авторских свидетельств) в

СССР и РФ был построен график суммарного распределения по годам регистрации заявок (рис.1). В связи с тем, что таких документов в первой половине ХХ в. зафиксировано крайне мало (единицы), на графике временной интервал начинается с 1971 г.

Необходимо учесть, что при распределении охранных документов по годам подачи заявки не все документы учитываются в последние годы поиска, так как это в первую очередь зависит от длительности делопроизводства по заявкам. Кроме того, следует принять во внимание, что в 90-е годы некоторое снижение изобретательской активности может быть связано с выходом из состава СССР ряда республик и преобразованием их в независимые государства с собственными патентными ведомствами. В результате чего территориально этим государствам отошли фирмы и организации, являющиеся значимыми в сыродельной отрасли, например, Тбилисское отделение Всесоюзного научноисследовательского института молочной промышленности, Ереванский зоотех- ническо-ветеринарный институт, Грузинский научно-исследовательский инсти-

47

тут пищевой промышленности, Украинский научно-исследовательский институт мясной и молочной промышленности, Киевский технологический институт пищевой промышленности, Белорусский научно-исследовательский и кон- структорско-технологический институт мясной и молочной промышленности и другие.

Следует отметить, что наличие стабильной изобретательской активности в изучаемой области связано с установлением в стране благоприятной патентной ситуации для новых разработок, а также возрастанием коммерческого интереса к качественной продукции молочной отрасли, и, как следствие, необходимостью совершенствования состава и способов получения новых видов мягких сыров.

Итак, суммарно за весь изучаемый период было обнаружено 154 первичных заявок на охранные документы.

Следует подчеркнуть, что общее количество первичных заявок по подгруппе «мягкий незрелый сыр», за последние почти 100 лет, представляет собой существенную величину для сыродельной отрасли. Если отсмотреть за этот же период количество охранных документов по другим подгруппам МПК, входящим в группу А23С19 (сыр, продукты из сыра, производство сыра и продуктов из него), будет ясен замечательный факт. Наиболее охраняемыми за указанный период времени являются технические решения, касающиеся особых видов сыров и мягкого незрелого сыра. То есть, защита новых технических решений в области знаний «мягкий незрелый сыр, сыр коттедж, творог» стоит на втором месте среди всех технических решений сыродельной отрасли. Это говорит об актуальности новых идей по производству мягких сыров, об активном поиске изобретателями путей совершенствования технологий и расширения ассортимента таких сыров и косвенно подтверждает востребованность таких продуктов потребителями.

УДК 637.12

Молочный жир – состав, свойства и пищевая ценность (обзор литературы)

И.М. Мироненко, к.т.н., с.н.с. (ФГБНУ «Сибирский научноисследовательский институт сыроделия», Барнаул), Л.М. Захарова, д.т.н., профессор, Д.А. Усатюк, аспирант

ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», г. Кемерово

Строение. Молочный жир в молоке образует эмульсию, которая при охлаждении молока и отвердении жира переходит в суспензию. Разрушения эмульсии не происходит за счет слоя поверхностно-активных веществ, адсорбированных на поверхности жировых глобул. Роль поверхностно-активных веществ (стабилизаторов, эмульгаторов) выполняют фосфолипиды, соли желчных кислот, белки и др. [1, 5, 8].

48

Жировые глобулы представляют собой ядро, окруженное сложной мембраной, толщина которой составляет 8-10 нм. Ядра жировых шариков содержат преимущественно триглицериды и стеролы. Мембраны молочных жировых глобул (ММЖГ) имеют сложный химический состав и физическую структуру [3, 5, 12, 16]. Основными компонентами ММЖГ являются фосфолипиды, гликолипиды и мембранные белки [2, 3, 6, 15, 17, 19].

На поверхности молочных жировых глобул абсорбированы ферменты – щелочная фосфатаза, ксантиноксидаза, альдолаза. Ферменты вместе с липидами, жирорастворимыми витаминами и каротином образуют субмикроскопические частицы – микросомы коричневого цвета – отсюда окрас молочного жира

ипродуктов на его основе.

Кповерхностному слою ММЖГ также примыкает слой мономолекулярной

иполимолекулярной гидратной воды.

Мембрана молочной жировой глобулы имеет электроотрицательный заряд (изоточка при рН 4,1-4,5). Наружный слой представляет липкое студнеобразное вещество, которое вызывает слипание жировых глобул, что ускоряет их отстой при хранении сырого молока [1].

Определение. Молочный жир – вещество биологического происхождения и представляет собой сложную смесь нескольких видов веществ, относящихся к липидам.

Липиды (от греч. lipos - жир) – это общее название жиров и жироподобных веществ, обладающих одинаковыми физико-химическими свойствами. Липиды не растворяются в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях (эфире, хлороформе, ацетоне), также липиды способны растворяться друг в друге и по характеру растворимости их объединяют в соответствующие группы

[3, 5, 8, 12].

Значение. Молочный жир считается важнейшей составной частью молока. Причиной этого является его высокая пищевая ценность, приятный вкус и положительное влияние на консистенцию и текстуру жиросодержащих молочных продуктов [3, 12].

Главная и основная функция молочного жира в организме человека – это энергетическая функция. Молочный жир незаменимый источник энергии. Он является носителем и поставщиком большого числа различных жирных кислот, используемых в организме человека для синтеза незаменимых аминокислот и других органических веществ. Этим он отличается от других пищевых жиров

[14].

Питательная ценность молочного жира обусловлена также содержанием витаминов и жирорастворимых веществ (лецитин, холестерин). Молочный жир рассматривается как реальный источник поставки витамина А в организм чело-

века [3, 4, 8].

Природа молочного жира обусловила молочным продуктам низкую температуру плавления, что способствует переходу молочного жира в пищеварительном тракте в наиболее удобное для усвоения жидкое состояние. Это необходимо, так как перед всасыванием в кишечник жир эмульгируется и обрабатывается желчью. Данное свойство молочного жира является главным его преимуще-

49

ством перед грубыми животными и растительными жирами [4, 8]. И чем меньше жировые шарики, тем большую поверхность они занимают и тем лучше смачиваются желчью панкреатиновой железы. Под воздействием желчи происходит омыление жира и всасывание жирных кислот [8].

В специальной литературе по молочной промышленности употребляют такие названия, как «молочный жир», «сливочный жир», «жир сыра», «жир масла» и «жир сыворотки». Эти термины относятся к тому или иному продукту, в котором данный жир содержится или из которого он выделен. Несмотря на то, что для всех этих продуктов исходным сырьем является молоко, введение этих терминов имеет смысл, поскольку состав этих жиров может отличаться от жира сырого молока.

Классификация. Молочный жир состоит из нескольких групп липидов. Различают следующие группы:

-нейтральный жир или простые липиды (ацилглицерины – моно-, ди- и триацилглицерины);

-жироподобные вещества или сложные липиды (фосфолипиды, гликолипиды и воски);

-изопреноидные липиды (стероиды, стероидные гормоны и каротиноиды);

-вещества, сопутствующие жиру (жирорастворимые витамины A, D, E и K, свободные жирные кислоты, липопротеины, высшие жирные спирты и жирорастворимые ароматические вещества) [12].

Составные части ацилглицеринов Глицерин и его свойства. Глицерин – трехатомный спирт, входящий в

состав ацилглицеринов (массовая доля в молочном жире – 12,5 %). Он образуется при омылении жиров щелочами. Глицерин – высоковязкая, бесцветная, гигроскопичная жидкость, имеющая сладкий вкус.

Свойства глицерина: склонен к переохлаждению; медленно кристаллизуется; температура плавления +17 ºС; способен поглощать до 50 % влаги из воздуха; присутствие воды резко снижает температуру замерзания глицерина (раствор, состоящий из 66,7 % глицерина, замерзает при температуре –46,5 ºС); смешивается в любой пропорции с полярными растворителями (вода, ацетон, спирт); в органических растворителях не растворяется; температура кипения

+290 ºС [12].

Жирные кислоты. Основной составной частью триацилглицеринов являются монокарбоновые кислоты, называемые также жирными кислотами (ЖК). По данным различных авторов [3] обнаружено от 140 до 169 жирных кислот

различного строения с длинной цепи от С2 до С28. Содержание их в молочном жире составляет 85 %.

Монокарбоновые кислоты – органические соединения, содержащие алкильный радикал и функциональную группу –СООН.

Жирные кислоты различают по длине цепи, подразделяя на жирные кислоты с короткой (до 6 атомов углерода), средней (от 7 до 12 атомов углерода) и длинной (более 12 атомов углерода) цепью, которые называют соответственно

–низко-, средне- и высокомолекулярными.

50