2015Сибирский НИИ сыроделия, сборник научных трудов

Жирные кислоты различают также по степени насыщенности, выделяя насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. В молекулах ненасыщенных монокарбоновых кислот имеются двойные связи между атомами углерода в углеродной цепи, что обуславливает их высокую реакционную способность. В зависимости от количества двойных связей различают – моноеновые, диеновые и полиеновые ЖК (полиненасыщенные жирные кислоты – ПНЖК).

Свойства насыщенных жирных кислот:

1.Насыщенные ЖК с числом атомов углерода до 8 остаются жидкими при комнатной температуре.

2.Высокомолекулярные насыщенные ЖК представляют собой кристаллические соединения белого цвета.

3.С увеличением относительной молекулярной массы жирных кислот повышается и температура их плавления.

4.Насыщенные ЖК с нечетным количеством атомов углерода имеют более низкую температуру плавления, чем жирные кислоты с четным числом атомов углерода.

5.Насыщенные ЖК растворяются в органических растворителях.

6.Низкомолекулярные насыщенные ЖК оказывают наиболее значитель-

ное влияние на вкус и запах продуктов. Кислоты от С4 до С10 обуславливают появление неприятного вкуса и запаха.

7.При каталитическом воздействии ферментов насыщенные ЖК могут подвергаться β-окислению кислородом воздуха с образованием метилкетонов, которые имеют неприятный запах и вкус. Метилкетоны – причина прогорклости молочного жира.

Свойства ненасыщенных жирных кислот:

1.Большое количество изомерных форм.

2.Способность к реакциям присоединения галогенов.

3.Легкое окисление кислородом воздуха с образованием низкомолекулярных продуктов распада.

Вопрос изомерии. Ненасыщенные ЖК проявляют как изомерию положения, так и стереоизомерию (пространственную изомерию), которую обозначают как цис-транс-изомерию.

Изомерные соединения имеют одинаковый состав, но отличаются друг от друга структурой и, следовательно, физическими и химическими свойствами.

Изомерия положения касается расположения двойных связей в углеродной цепи. Значение изомеров положения состоит, прежде всего, в образовании различных продуктов распада при окислении. В то время как в органических соединениях с простыми связями атомы углерода свободно вращаются вокруг оси связи, в соединениях с двойными связями этого нет, что ведет к стереоизоме-

рии [12, 13].

В цис-конфигурациях атомы водорода у двух углеродных атомов, образующих двойную связь, находятся на одной стороне молекулы, а в трансконфигурации – на противоположных сторонах. Цис- и транс-изомеры имеют различную температуру плавления.

51

Транс-изомеры – это жирные кислоты со стабильной симметричной формой, прошедшие такой процесс как гидрогенизация. Гидрогенизация (гидрирование) – процесс насыщения цепочек молекул атомами водорода. При гидрогенизации происходит ломка и перекручивание молекул жирных кислот, в результате чего создаются молекулы-уроды – трансизомеры жирных кислот (трансжиры). При комнатной температуре транс-изомеры жирных кислот твердые [7, 12]. Транс-изомеры жирных кислот возникают при гидрогенизации растительных масел.

Избыточное количество транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот приводит к различным заболеваниям: сахарному диабету, атеросклерозу, стенокардии, аритмии, сердечной недостаточности и т.д. Возникновение перечисленных заболеваний можно объяснить следующим образом. Организм человека просто не знает, как усваивать гидрогенизированные жиры, а после этого освобождать от них организм. Именно поэтому появляется тяжесть в желудке и странная вялость после обильной трансжирной пищи (кетчуп, майонез, маргарин). Сейчас ученые в полной мере осознали значение постоянного присутствия чужеродных веществ в пище. Чужеродное вещество, чужеродное соединение (ксенобиотик) – это вещество, которое данный организм не может использовать ни для производства энергии, ни для построения каких-либо своих частей [7].

К сожалению, в настоящее время при производстве молочных продуктов молочный жир частично заменяют растительным, предварительно гидрогенизируя его для получения транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот.

Ацилглицерины – нейтральный жир. Ацилглицерины составляют ос-

новную часть молочного жира, их доля достигает от 97 до 99 % от общего количества липидов. Именно из них состоит ядро жировых шариков. Ацилглицерины – сложные эфиры трехвалентного спирта глицерина (пропантриола) с монокарбоновыми кислотами. В зависимости от природы жирнокислотных остатков различают насыщенные и ненасыщенные триацилглицерины (ТАГ).

Нейтральный жир – смесь насыщенных и ненасыщенных смешанных триацилглицеринов. Распределение жирных кислот в триацилглицеринах оказывает влияние на характер плавления и кристаллизации молочного жира. Посредством газожидкостной хроматографии с последующей масс-спектрометрией молекулярного дистиллята молочного жира было выявлено более 1000 триацилглицеринов [12, 18].

Триацилглицерины являются основной составной частью молочного жира, тем самым определяя его физические свойства. Так как нейтральный жир представляет собой сложную смесь, то такие физические характеристики, как температура плавления, температура кипения и плотность, не имеют четко выраженных значений, они изменяются в определенном диапазоне.

Физические свойства ацилглицеринов:

1.Растворяются в органических растворителях.

2.Не проявляют поверхностной активности.

3.Характеристики плавления:

52

3.1Температуры плавления триацилглицеринов расположены в интервале от -40 ºС до +72 ºС. Но за счет того, что закристаллизовавшийся жир растворяется в жидкой части, то процессы плавления и растворения протекают одновременно. Поэтому молочный жир при температуре тела 37 ºС полностью находится в жидком состоянии, что объясняется механизмом регулирования обмена веществ [12, 21].

3.2Постепенное нагревание от температуры -40 ºС до +5…+22 ºС позволяет расплавить до половины ТАГ, причем при 5 ºС уже почти 30 % компонентов находятся в расплавленном виде.

3.3С учетом существования полиморфных форм каждый чистый триацилглицерин имеет три различных температуры плавления.

3.4Сложный процесс плавления молочного жира можно наблюдать при осторожном и постепенном его нагревании.

3.5К показателям, характеризующим процесс плавления молочного жира, относят – температуру полного растворения (34,5-37 ºС), температуру истечения и температуру каплепадения.

4. Характеристики кристаллизации:

4.1Триацилглицерины в твердом состоянии образуют кристаллы. Известны три формы кристаллов (α-, β’- и β-модификации).

4.2Кристаллизация проходит в два этапа: образование зародышей кристаллов и их рост.

4.3В результате медленного ступенчатого охлаждения образуется меньше твердого жира, чем при быстром.

4.4Кривая плавления молочного жира имеет две критические точки, а в дифференциальном виде – два максимума плавления [12].

Жироподобные вещества – липоиды. Липоиды – это фосфолипиды (ос-

новная часть), гликолипиды и воски. Фосфо- и гликолипиды составляют основу оболочек жирового шарика.

Фосфолипиды – биологически активные вещества – входят в состав клеточных мембран, участвуют в транзите жира в организме, придают продуктам липотропные свойства [3, 10, 11]. Фосфолипиды делятся на фосфотидилхолин (лецитин), фосфатидилэтаноламин (кефалин), фосфатидилсерин и фосфатидилинозит. Фосфолипиды отличаются высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот, в результате чего они в значительной степени подвержены окислению.

Лецитин также придает продуктам липотропные свойства. А вследствие высокого содержания ненасыщенных соединений быстро окисляется, превращаясь в вязкую коричневую массу, обладающую типичным салистым запахом окисленных жиров.

Гликолипиды представлены цереброзидами и ганглиозидами, которые относятся к сфингогликолипидам. Гликолипиды склонны к образованию двойных слоев и участвуют в формировании биологических мембран. В жировых шариках молока они являются составными частями их оболочек. За счет углеводной части молекулы они способствуют образованию гидратной оболочки [12].

53

Изопреноидные липиды и сопутствующие вещества. Изопреноидные липиды (от названия непредельного углеводорода «изопрен») – основная часть неомыляемых веществ молочного жира. К ним относятся стероиды (зоостерины

– холестерин и фитостерины), каротиноиды и сквалены.

Холестерин кристаллизуется в виде игольчатых кристаллов, температура плавления +148 ºС. Растворяется в воде, этаноле, диэтиловом эфире [12].

Холестерин выполняет в организме человека ряд жизненно важных функций: обезвреживает ядовитые вещества крови – сапонины, которые способствуют растворению красных кровяных телец; является исходным компонентом при образовании желчных кислот; участвует в образовании надпочечных гормонов; может действовать как антитоксин. Поступающий вместе с пищей холестерин расходуется в зависимости от потребности организма. Если обмен веществ в клетках нарушается из-за неправильного питания в течение ряда лет, то холестерин может стать причиной развития атеросклероза [3, 4, 13].

Холестериновый обмен в организме человека регулируется наличием лецитина, которого в молоке и сливках несколько меньше, чем холестерина. В крови человека соотношение между холестерином и фосфолипидами, в том числе лецитином, составляет 1:1. При производстве сливочного масла методом сбивания сливок значительная часть лецитина переходит в пахту, что нарушает биологическое равновесие холестерин-лецитин. При выработке сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок лецитин в значительной степени сохраняется в масле, и это улучшает его биологическую ценность [3,

14].

Директор ВНИМИ академик В. Д. Харитонов считает, что «рекламные заявления о вреде холестерина в сливочном масле конъюнктурны. Холестерин содержится в любом продукте из животного сырья. Поэтому все разборки с холестерином в сливочном масле не более чем лукавство» [4, 9].

А.Тепел приводит содержание холестерина (средние значения) в молоке и молочных продуктах, а также некоторых других пищевых продуктах [12, 20]. По этим данным содержание холестерина в свежем сыре с массовой долей жира

всухом веществе 60 % составляет 103 мг/100 г, тогда как в сливочном масле –

240 мг/100 г.

Холестерин также может подвергаться самоокислению, которое протекает

восновном на поверхности сливочного масла под действием света. Некоторые продукты окисления холестерина могут быть токсичными и накапливаться в масле.

Каротиноиды – жирорастворимые пигменты молока – обуславливают окраску молочного жира и молока, относятся к биологически активным веществам (выступают как антиокислители), β-каротин является провитамином А [4, 5, 13]. При хранении молока, масла и других молочных продуктов на свету содержание каротиноидов снижается за счет окисления, что приводит к ослаблению цвета.

Ксопутствующим веществам относятся жирорастворимые витамины А, D, E и К, свободные жирные кислоты, липопротеины и жирные спирты.

54

Повышение содержания свободных жирных кислот объясняется ферментативным гидролизом и приводит к ухудшению органолептических показателей продукта в процессе его хранения.

При переработке молока высокомолекулярные жирные кислоты переходят в сливки, а кислоты с короткой цепочкой в основном остаются в молочной плазме.

Липопротеины абсорбируются на поверхности мембраны молочной жировой глобулы [12].

Мембрана молочной жировой глобулы. Мембрана молочной жировой глобулы обеспечивает высокую стабильность молочной эмульсии, а также защищает жир от липолиза [1, 3, 5, 8, 12]. Высокая стабилизирующая способность мембраны обусловлена ее сложной пространственной структурой, включающей многообразные связи между компонентами: белок-белок, белок-липид, липидлипид. В результате мембрана приобретает пластичность и механическую прочность.

В процессе технологической обработки молока в первую очередь подвергается воздействию и изменению внешний слой ММЖГ, внутренний слой меняется только при интенсивной механической обработке.

При изучении литературных данных по тематике молочного жира и продуктов с повышенным его содержанием был сделан вывод, что данная область представляет научный и практический интерес для воплощения новых технологических решений. Существует много исследований и разработок по технике и технологии получения масла, то есть технологий, подразумевающих разрушение мембраны молочной жировой глобулы и выделение свободного молочного жира. При производстве масла идет потеря такого важного и полезного компонента как ММЖГ, которые отходят в пахту, не попадая в продукт. Возникает большой интерес в разработке технологии высокожирного молочного продукта, близкого по массовой доле жира к классическому маслу, но с сохранением ММЖГ, то есть технологии, не предусматривающей их разрушение и потерю с пахтой.

Список литературы

1.Алексеев, Н.Г. Микроструктура молока и молочных продуктов / Н.Г. Алексеев, Т.А. Кудрявцева. – Л.: ЛТИХП, 1984. – 48 с.

2.Вайткус, В. Оболочка жирового шарика гомогенизированных сливок / В. Вайткус, С. Бузас, Г. Гармене, Б. Малакаускене // Тр. Литовского филиала ВНИИМС. – Вильнюс. – 1982. – Вып. 16. - С. 32-38.

3.Вышемирский, Ф.А. Масло из коровьего молока и комбинированно / Ф.А. Вышемирский. – СПб.: ГИОРД, 2004. – 720 с.

4.Вышемирский, Ф.А. Производство масла из коровьего молока в России / Ф.А. Вышемирский. – СПб.: ГИОРД, 2010. – 288 с.

5.Горбатова, К.К. Биохимия молока и молочных продуктов / К.К. Горба-

това. – СПб.: ГИОРД, 2003. – 320 с.

6.Ельчанинов, В.В. Номенклатура и биохимические свойства белков мембраны молочной жировой глобулы. 1. Принципы номенклатуры белков

55

мембраны молочной жировой глобулы / В.В. Ельчанинов // Актуальные проблемы техники и технологии переработки молока: сб. науч. тр. СибНИИС. –

Барнаул. – 2009. – с. 192-195.

7.Зайцева, Л.В. Транс-изомеры – чума XXI века / Л.В. Зайцева // Сыроделие и маслоделие. – 2012. – №2. – С. 34-36.

8.Инихов, Г.С. Биохимия молока и молочных продуктов / Г.С. Инихов. – М.: Пищепромиздат, 1962. – 288 с.

9.Минаева, Л. Молоко в народной медицине / Л. Минаева // Все о молоке. – 2005. - № 9.

10.Петровский, К.С. Сливки и пахта / К.С. Петровский. – М.: ЦНИИТЭИмясомолпром. – 1976. – 75 с.

11.Покровский, А.А. Наука о питании, ее значение, задачи и методы / А.А. Покровский. – М.: ЦОЛИУВ. – 1977. – 34 с.

12.Тёпел, А. Химия и физика молока / А. Тёпел. – СПб.: Профессия, 2012.

–832 с.

13.Шалыгина, А.М. Общая технология молока и молочных продуктов / А.М. Шалыгина, Л.В. Калинина. – М.: КолосС, 2004. – 200 с.

14.Швейгард, Г.А. Физиологическая ценность масла / Г.А. Швейгард. –

Mirchwissenschaft. – 1956.

15.Keenan, T. Origin of the milk fat globule membrane / T. Keenan // J. Dairy Sci. – 1971. – Vol. 54. – Р. 295-299.

16.Мulder, H. Fne Milk fat globule. Emulsion science as. applied to milk products and comparable foods / H. Mulder, P. Walstra. – Commonwealth Adric. Bureaus. Farmham Royal Books Endland, 1974. – P. 296.

17.Mulder, H. The Milk Fat Globule / H. Mulder, P. Walstra – Wageningen, 1974. – 296 p.

18.Myher, J.J. Identification of the more compley triacylclycerols in bovine milk fat by gas chromatography-mass spectrometry using polar capillary columns / J.J. Myher, A. Kuksis, L. Marai, P. Sandra. // J. Chromatogr. – 1988. – Zit. 452, Р. 93-118.

19.Patton, S. The milk fat globule membrane / S. Patton, T. Keenan // J. Dairy Sci. – 1971. – Vol. 415. – Р. 273-309.

20.Schlimme, E. Cholesterinabtrennung aus Genussfetten mittels starkehaltiger Produkte / E. Schlimme, P.Chr. Lorenzen, D. Precht // Kieler Milchwirtschaftliche Forsch. Ber. – 1991. – 43 (2). – Р. 149-159.

21.Schlimme, E. Milch und ihre Inhaltsstoffe – Chemische und physikalische Grundlagen / E. Schlimme, W. Buchheim. – Verlag Th. Mann, Gelsenkirchen. – 1995.

56

УДК 637.35

Перспективы производства сливочных сыров

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)

В настоящее время ассортимент отечественных сливочных сыров (СС) невелик. Но есть перспективы увеличения их выпуска и расширения ассортимента в связи с политикой импортозамещения, осуществляемой после введенных Россией санкций в отношении сельхозпродукции из стран ЕС. Для отечественных потребителей сливочные сыры на текущий момент остаются элитным продуктом. Причины здесь две. Первая – эти сыры можно найти далеко не во всех супермаркетах, а тем более в мелкой розничной торговле, деревнях и селах. Вторая – довольно высокая цена. Таким образом, в настоящее время представлена возможность создания отечественных видов сливочных сыров отличного качества, как аналогов, так и оригиналов.

Вырабатываемые на основе сливок сыры обычно объединяют в отдельную группу, представленную в основном кремообразными и маслоподобными сырами [9]. Поскольку отсутствует единая классификация, сливочные сыры имеют много названий – крем-сыр (creamcheese), творожный сыр, бутербродный сыр и т.д. [8].

Традиционно сливочные сыры относятся к мягким сырам. Мягкие сыры, как известно, имеют нежную, мягкую консистенцию, которая в значительной степени обусловлена повышенным содержанием в них влаги [3].

Сливочные сыры получили соответствующее название, благодаря тому что: основным компонентом смеси являются сливки; для них характерно высокое содержание жира; сыры имеют характерный сливочный вкус и нежную консистенцию.

Градация сливочных сыров по содержанию жира в мировой сыродельной практике выглядит следующим образом (таблица 1)/

Таблица 1 [10]

В соответствии с данным делением сливочных сыров по содержанию жира их ассортимент можно представить так:

– Сливочный сыр – фришкезе («свежий сыр» пер. с нем. яз.), крим-чиз («крем-сыр» пер. с англ. яз.) – это Филадельфия, Альметте, Буко;

57

–Двойной сливочный сыр – доппельрам фришкезе («двойные сливки» пер.

снем. яз.), даблкрим-чиз («двойной крем-сыр» пер. с англ. яз.) – это Маскарпоне, Бурсен [1].

Существует множество торговых марок, под которыми выпускаются свежие сливочные сыры, отличающиеся оттенками вкуса и нюансами изготовления. Но общая особенность их производства состоит в том, что в этом процессе отсутствует стадия созревания. Свежеприготовленная сырная масса расфасовывается по пластиковым упаковкам, чаще всего в горячем виде. Это отличает сливочные сыры от других сыров, имеющих похожую мягкую текстуру (Бри, Ружет, Невшатель и т.п.) [6].

Все свежие сливочные сыры исключительно полезны и питательны: в них высоко содержание жиров и протеинов, а также витаминов и микроэлементов (таблица 2). В качестве наполнителей в них часто вносят овощи и фрукты, приправы и пряности, измельченное копченое мясо и рыбу. Поэтому их можно использовать и как составляющую часть бутербродов, различных десертов, выпечки [6].

Таблица 2. Содержание витаминов и Са в сливочных сырах [4]

С течением времени технология производства сливочных сыров претерпевала значительные изменения. Это связано с углублением и расширением теоретических знаний, развитием машиностроения, разработкой новых технологий, появлением таких новых областей наук как биотехнология и нанотехнологии. Также на развитие и изменение технологий влияла местность, где производили подобные сыры.

Нами предпринята попытка разработать классификационную схему сливочных сыров в зависимости от способа их производства (рис. 1).

К вышеприведённой схеме можно добавить, что на предприятиях крупных фирм поточно-механизированный способ производства базируется также на использовании центрифуг и мембранных установок, позволяющих проводить микро- и ультрафильтрацию [2]. Однако на большинстве заводов мембранные установки применяются редко в силу их высокой цены.

Основным сырьём для выработки сливочных сыров, в зависимости от способа их производства, является: сливки, молочный жир, цельное, нормализованное и обезжиренное молоко, сухое молоко и сухие сливки. В качестве функционально необходимых ингредиентов могут использоваться бактериальные закваски, молокосвёртывающие ферментные препараты, органические кислоты, эмульгаторы, стабилизаторы, консерванты, соль. И, конечно, различные вкусовые добавки.

58

60

Рис. 1. Классификационная схема сливочных сыров в зависимости от способа их производства