Применение импульсной электронно-пучковой обработки молочного сырья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Применение импульсной электронно-пучковой обработки молочного сырья

Специальность: 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

ДАНЖЕЕВА ЭМИЛИЯ КИМОВНА

Улан-Удэ - 2011

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. По мнению многих ученых, сегодня традиционные термические способы обеспечения микробиологической безопасности молочного сырья в своем развитии приблизились к пределу совершенства. Все большую актуальность завоевывают альтернативные методы, позволяющие значительно снизить энергозатраты и повысить показатели качества продукции. Эти методы основаны на использовании ионизирующего излучения, и считаются наиболее эффективными способами обеззараживания.

В настоящее время более, чем в 40 странах применяется облучение для обработки пищевых продуктов. В 1980 году Объединенный комитет экспертов МАГАТЭ, ФАО и ВОЗ дал заключение, согласно которому облучение любого пищевого продукта с общим средним уровнем дозы до 10 кГр не создает никакой токсикологической опасности. В это же время Международная комиссия «Кодекс Алиментариус» приняла свод международных стандартов, касающихся облучения пищевых продуктов, который содержит руководящие нормы по гигиене, дозиметрии, обработке, маркировке облученных пищевых продуктов.

В нашей стране в последние годы возрос интерес к радиационной обработке продовольственного сырья. Так, по программе развития Госкорпорации «Росатом» на 2011-2013 гг. запланировано выделить из внебюджетных средств 395 млрд. руб на создание первого в стране универсального центра облучения пищевых продуктов. В программе заявлено, что технические возможности для создания такого центра в России есть, необходимо лишь проработать нормативно-правовую базу. Уже сегодня на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии размещен ряд проектов национальных стандартов по облучению пищевых продуктов.

При этом особое внимание уделяется источнику ионизирующего излучения. Наибольший практический интерес для радиационной обработки продовольственного сырья, в т.ч. молочного, представляют искусственные источники - ускорители заряженных частиц, являющиеся безопасными и менее энергоемкими. Из существующих ускорителей, инновационными по своей технической сущности являются компактные импульсные сильноточные ускорители электронов, позволяющие получить большую мощность дозы в импульсе и снизить энергозатраты на их эксплуатацию. Способ обработки молочного сырья на основе использования ионизирующего излучения посредством воздействия импульсным электронным пучком практически не исследован.

Цель и задачи исследований. В связи с этим целью диссертационной работы явилось научное и экспериментальное обоснование использования импульсного ускорителя электронов для обеззараживания молочного сырья и применения его как альтернативы тепловой обработке в технологических процессах производства питьевых молока и молочной сыворотки.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

- экспериментально обосновать параметры обеззараживания молока и молочной сыворотки импульсным электронным пучком;

- разработать эффективный способ воздействия на молочное сырье;

- исследовать свойства молока и молочной сыворотки после обеззараживания;

- изучить биологическую ценность белков;

- применить разработанный способ в технологиях производства питьевых молока и молочной сыворотки и установить рациональные сроки хранения готовой продукции.

Научная новизна. Экспериментально подтверждена целесообразность воздействия импульсного электронного пучка для снижения общей бактериальной обсемененности молока и молочной сыворотки.

Разработан альтернативный способ обеззараживания молочного сырья, который полностью исключает содержание патогенных микроорганизмов. Научно обосновано использование данного способа в технологических процессах производства питьевых молока и молочной сыворотки.

Показано, что использование импульсной электронно-пучковой обработки позволяет повысить экономическую эффективность производства, по сравнению с традиционной технологией.

Практическая значимость. Разработана нормативно-техническая документация на производство питьевых молока и молочной сыворотки с использованием импульсной электронно-пучковой обработки.

Решение, предложенное в диссертационной работе, защищено патентом РФ № 2361407.

Данная работа поддержана грантом Правительства Республики Бурятия для молодых ученых (2005 г.).

Апробация работы. Основные положения, результаты и выводы, сформулированные в диссертационной работе, докладывались на региональных, всероссийских и международных конференциях и конгрессах.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 16 печатных работ, в том числе один патент, четыре статьи - в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из: введения, 3 глав, выводов, списка литературы, приложений. Основной текст диссертации изложен на 135 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков, 28 таблиц и 5 приложений.

обеззараживание молоко импульсный электронный

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Для снижения общей бактериальной обсемененности молока и молочной сыворотки была использована импульсная электронно-пучковая обработка, которая осуществлялась на сильноточном импульсном ускорителе электронов (свидетельство на полезную модель № 41951 от 10.11.2004 г, г. Томск).

Объектами экспериментальных исследований служили опытные и контрольные образцы молока и молочной сыворотки.

Опытные пробы получали после проведения обработки на ускорителе молока натурального коровьего - сырья (ГОСТ Р 52054-2003) и сыворотки молочной сырой (ГОСТ Р 53438-2009). Обработка проводилась в упаковке и в потоке дозами от 4,5 до 9,5 кГр.

Минимальное значение дозы определялось дозой воздействия одного импульса пучка электронов, равной 4,5 кГр. Максимальное значение было выбрано с учетом разрешенной дозы воздействия до 10 кГр международными организациями при обработке пищевых продуктов ионизирующим излучением.

В качестве контрольных использовали две группы: первая (контроль 1) состояла из проб молока натурального - сырья и сырой молочной сыворотки; вторую группу (контроль 2) составили пробы молока питьевого пастеризованного по ГОСТ Р 52090-2003 и сыворотки молочной пастеризованной по ТУ 9229-110-04610209-2002.

Общая схема эксперимента представлена на рисунке 1.

Для проведения исследований использовались органолептические (ГОСТ 28283-89), физико-химические (ГОСТ 3624-92, ГОСТ 26754-85, ГОСТ 23327-98, ГОСТ 5867-90, ГОСТ 3623-73), микробиологические (ГОСТ Р 53430-2009, ГОСТ 10444.11-89) и биохимические методы анализа. Аминокислотный состав образцов определяли методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии производных аминокислот с фенилизотиоцианатом (PITC-метод). Витамины группы В определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на приборе «Милихром» со спектрофотометрическим детектором; витамин С - спектрофотометрически (СФ-16). Для спектрофотометрического исследования проб использовался ИК-спектрометр Nicolet 5700.

Обоснование параметров обеззараживания молочного сырья осуществляли на основе планирования двухфакторного эксперимента, разработки математической модели и обработки результатов этого эксперимента с использованием программы STATISTICA 8.0.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1 - органолептические показатели; 2 - плотность; 3 - титруемая кислотность; 4 - активная кислотность; 5 - определение перекисного числа; 6 - содержание жира; 7 - содержание белка; 8 - фосфатаза и пероксидаза; 9 - КМАФАнМ; 10 - содержание термофильных лактобактерий; 11 - содержание мезофильных лактобактерий; 12 - БГКП; 13 - патогенные микроорганизмы (Salmonella, S.aures); 14 - аминокислотный состав; 15 - химический аминокислотный скор; 16 - содержание витаминов; 17 - исследование микрокартины окрашенных препаратов; 18 - биотестирование

Рисунок 1 - Схема проведения эксперимента

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Изучение эффективности обеззараживания молочного сырья импульсным электронным пучком

На первоначальном этапе исследований с целью выявления снижения бактериальной обсемененности молока и молочной сыворотки импульсным электронным пучком была изучена эффективность обеззараживания в зависимости от дозы воздействия. Исследования проводились в условиях подачи сырья в упаковке и в потоке.

Таблица 1- Эффективность обеззараживания молока

Доза, кГр	В упаковке	В потоке
	N, КОЕ/см3	Э, %	N, КОЕ/см3	Э, %
0 (до обработки)	(2,2±1)·106	0	(2,2±1)·106	0
4,5	(5,5±1)·103	99,75	(8±1)·103	99,63
5,5	(4,8±1)·102	99,78	(6,5±1)·103	99,70
6,5	(4,2±1)·102	99,80	(4,2±1)·103	99,81
7,5	(3,5±1)·102	99,84	(4±1)·103	99,82
8,5	(8±1)·10	99,99	(2,6±1)·103	99,88
9,5	(4±1)·10	99,99	(2±1)·103	99,91

В ходе исследований установлено, что с увеличением дозы воздействия степень обеззараживания молока возрастала при обработке в упаковке и в потоке (табл. 1). Наиболее высокий уровень обеззараживания молока был отмечен при его обработке в упаковке при дозах в 8,5 и 9,5 кГр.

Таблица 2 - Эффективность обеззараживания молочной сыворотки

Доза, кГр	В упаковке	В потоке
	N, КОЕ/см3	Э, %	N, КОЕ/см3	Э, %
0 (до обработки)	(7,8±1)·106	0	(7,8±1)·106	0
4,5	(1,2±1)·105	98,50	(2±1)·105	97,44
5,5	(8,7±1)·104	98,88	(1,5±1)·105	98,11
6,5	(6,5±1)·104	99,16	(7±1)·104	99,11
7,5	(4,3±1)·104	99,44	(5,2±1)·104	99,33
8,5	(1,6±1)·104	99,61	(2,3±1)·104	99,71
9,5	(7±1)·103	99,91	(9±1)·103	99,85

Из анализа результатов исследования эффективности обеззараживания молочной сыворотки, представленных в таблице 2, было установлено, что при увеличении дозы воздействия снижалось количество клеток лактобактерий. Максимальный эффект (99,91%) наблюдался при обработке молочной сыворотки в упаковке дозой в 9,5 кГр, что было выше, чем при ее обработке поточным способом при тех же значениях дозы.

Проведенные исследования показали, что использование импульсной электронно-пучковой обработки молока и молочной сыворотки позволило снизить общую микробиологическую обсемененность. Было изучено влияние импульсного электронного пучка на присутствие КМАФАнМ, термофильных и мезофильных микроорганизмов. Исследованиями доказано снижение их количества на 99,99%, 99,50% и 99,86 % соответственно. Установлено, что в молоке и молочной сыворотке, обработанных импульсным электронным пучком дозами 8,5 и 9,5 кГр, происходит разрушение ферментов фосфатазы и пероксидазы.

Обоснование параметров обеззараживания

Дальнейшие исследования были направлены на обоснование параметров обеззараживания молока и молочной сыворотки с учетом изменения общей бактериальной обсемененности. Изменение обсемененности было изучено с использованием двухфакторного эксперимента. В качестве варьированных факторов были выбраны: х - доза воздействия в кГр, с диапазоном варьирования от 4,5 до 9,5 кГр и интервалом варьирования 1кГр; у - температура на подаче в ^оС, с диапазоном от 5 до 35 ^оС и интервалом 5 ^оС. Первоначальная бактериальная обсемененность молока составляла - 2,2·10⁶ КОЕ/см³, молочной сыворотки - 7,8·10⁶ КОЕ/см³.

В результате проведения двухфакторных экспериментов были получены уравнения регрессии и графические зависимости изменения микробной обсемененности z(N), которые представлены на рисунках 2 и 3.

а - при обработке в упаковке;	б - при обработке в потоке

Рисунок 2 - Изменение общей бактериальной обсемененности молока

Согласно рисункам 2а и 2б, максимальное снижение числа клеток лактобактерий наблюдалось при импульсной электронно-пучковой обработке молока в упаковке с 2,2·10⁶ до 20 КОЕ/см³ дозой 9,5 кГр при температуре 35 ^оС. При поточном способе подачи сырья снижение количества микробных клеток составило до 250 КОЕ/см³ при этих же режимах. В то же время исследование органолептических показателей выявило, что молоко, обработанное в упаковке, имело легкий привкус и запах упаковочного материала, а при воздействии в потоке сохраняло свои свойства. Тем самым, наиболее приемлемый способ обработки молока выбран поточный с дозой воздействия 9,5 кГр при температуре 35 ^оС.

а - при обработке в упаковке;	б - при обработке в потоке

Рисунок 3 - Изменение общей бактериальной обсемененности

молочной сыворотки

Из рисунков 3а и 3б видно, что обсемененность в молочной сыворотке снижалась с 7,8·10⁶ до 5,2·10³ КОЕ/см³ после обработки в упаковке дозой 9,5 кГр и температуре 35 ^оС. Тогда как при обработке молочной сыворотки в потоке число клеток лактобактерий снизилось до 6,7·10³ КОЕ/см³ при этих же параметрах. Установлено, что сыворотка, подвергнутая воздействию в упаковке, имела легкий привкус и запах упаковочного материала, а при обработке в потоке сохраняла свои свойства. Следовательно, наиболее предпочтительно использовать обработку сыворотки в потоке дозой воздействия в 9,5 кГр при температуре 35 ^оС.

На основании результатов планирования экспериментов показана эффективность использования поточного способа подачи молока и молочной сыворотки дозой 9,5 кГр при температуре 35 ^оС, что позволяет сохранить органолептические свойства и снизить общую бактериальную обсемененность. В дальнейших исследованиях были использованы опытные пробы молока и молочной сыворотки, полученные после обеззараживания импульсным электронным пучком дозой 9,5 кГр в потоке при температуре 35 ^оС.

Изучение влияния импульсного электронного пучка на показатели качества молока и молочной сыворотки

На данном этапе исследований было изучено воздействие импульсного электронного пучка на физико-химические показатели качества молока и молочной сыворотки. Результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Влияние импульсной электронно-пучковой обработки на физико-химические показатели молока и молочной сыворотки

Показатель	Молоко	Молочная сыворотка
	контроль 1	контроль 2	опыт	контроль 1	контроль 2	опыт
Плотность, кг/м3	1029±1	1030±1	1029±1	1023±1	1024±1	1023±1
Титруемая кислотность, оТ	16±1	18±1	18±1	65±2	67±2	68±2
Активная кислотность (рН)	6,72±0,05	6,58±0,05	6,58±0,05	4,86±0,05	5,70±0,05	5,72±0,05
Массовая доля, %
жира	3,16±0,01	3,20±0,01	3,18±0,01	0,32±0,01	0,30±0,01	0,30±0,01
белка	2,81±0,05	2,90±0,05	2,81±0,05	0,90±0,05	0,95±0,05	0,91±0,05
Перекисное число, ммоль акт. О2 /кг жира	2,2±0,1	2,5±0,1	2,3±0,1	0,6±0,05	0,7±0,05	0,7±0,05

Установлено, что обработка импульсным электронным пучком молока и молочной сыворотки не приводила к изменению их физико-химических свойств. Плотность, титруемая и активная кислотности, массовая доля жира, белка опытных проб молока и сыворотки не изменялись.

Результаты исследований перекисного числа показали, что значения чисел образцов молока и молочной сыворотки, как до воздействия пучком, так и после сохранялись на одном уровне. Очевидно, что в процессе обработки не происходит значительного увеличения первичных продуктов окисления жиров - перекисей и гидроперекисей. Следует отметить, что аутоокислительные изменения ненасыщенных жирных кислот при облучении происходят при дозах свыше 50 кГр. Используемая доза облучения - 9,5 кГр намного ниже указанного значения.

ИК-спектрофотометрическое исследование изменений химической структуры компонентов молока и молочной сыворотки

С целью получения наиболее полного представления об изменениях химической структуры компонентов молока и молочной сыворотки после импульсной электронно-пучковой обработки было использовано ИК-спектрофотометрическое исследование. Полученные спектры поглощения в ИК-области представлены на рисунках 4 и 5.

Анализ спектров образцов молока показал, что спектры характеризуются набором полос поглощения; положение максимумов практически всех полос поглощения не смещается в зависимости от способа воздействия (рис. 4). Характер пиков образцов сырого молока (контроль 1) и молока, подвергнутого импульсной электронно-пучковой обработке (опыт), свидетельствует о том, что химическая структура обработанного молока близка к химической структуре нативного.

1 - контроль 1; 2 - контроль 2; 3 - опыт

Рисунок 4 - ИК-спектры образцов молока

При исследовании образцов молочной сыворотки, были получены спектры, отличающиеся друг от друга незначительными отклонениями по колебанию и проценту поглощений (рис. 5). Это свидетельствовало об отсутствии явных изменений в химических структурах образцов молочной сыворотки, обработанных термическим и импульсным электронно-пучковым способами. Очевидно, это является следствием особенностей химического состава молочной сыворотки: содержанием белков и особенностей строения белковой структуры сыворотки, которая остается неизменной как под действием обработки дозой 9,5 кГр, так и под действием термической обработки.



1 - контроль 1; 2 - контроль 2; 3 - опыт

Рисунок 5 - ИК-спектры образцов молочной сыворотки

По результатам исследований установлено, что использование импульсного электронно-пучкового способа воздействия не приводит к значительным изменениям химической структуры компонентов молока и молочной сыворотки.

Исследование биологической ценности

Данный этап исследований посвящен изучению биологической ценности молока и молочной сыворотки, подвергнутых импульсной электронно-пучковой обработке. Результаты представлены в таблицах 4, 5, 6.

Сравнительный анализ аминокислотного состава молока двух обработок показал, что суммарное содержание аминокислот в молоке, обработанном импульсным электронным пучком, на 9,2% выше, чем в пастеризованном, а незаменимых - на 8,1%. В сравнении с аминокислотным составом нативного молока общее содержание аминокислот уменьшилось после проведения обработки на 5,5%, незаменимых - на 7,3%. В молочной сыворотке, подвергнутой импульсному электронно-пучковому воздействию, содержание аминокислот составило на 14,3% меньше, чем в сырой, по суммарному содержанию, и на 13,6% меньше по незаменимым аминокислотам.

Таблица 4 - Аминокислотный состав

Аминокислота	Содержание, мг в 100 г
	молока	молочной сыворотки
	контроль 1	контроль 2	опыт	контроль 1	контроль 2	опыт
Незаменимые:
Валин	191	163	168	43	22	36
Изолейцин	189	161	180	39	26	30
Лейцин	324	276	305	85	54	77
Лизин	261	222	230	72	46	68
Метионин	87	74	82	15	8	12
Треонин	153	130	148	41	22	35
Фенилаланин	171	146	163	27	16	23
Триптофан	50	43	46	16	9	11
Заменимые:
Аланин	98	83	90	33	28	30
Аргинин	122	104	115	19	8	15
Аспарагиновая кислота	218	185	200	80	60	62
Гистидин	90	76	87	16	10	14
Глицин	47	40	43	16	10	12
Глутаминовая кислота	717	611	692	139	83	122
Пролин	302	257	288	41	25	38
Серин	186	158	177	38	20	33
Тирозин	184	156	163	23	18	20
Цистин	27	23	25	12	9	9
Сумма всех аминокислот	3390	2908	3202	755	474	647
Сумма незаменимых аминокислот	1426	1215	1322	338	203	292

Снижение аминокислот, вероятнее всего, произошло за счет перераспределения или распада аминокислот под действием излучения. Очевидно, в результате воздействия излучения на белки молока происходит разрыв не только водородных и пептидных связей, но и дальнейшая деструкция аминокислот за счет декарбоксилирования и дезаминирования.

Расчет аминокислотных скоров белков молока и молочной сыворотки показал, что в молоке, обработанном импульсным электронным пучком, максимальный скор имеют фенилаланин+тирозин (169%), однако несколько лимитирующими оказались метионин+цистин (95%) (табл. 5).

Таблица 5 - Аминокислотный скор

Аминокислота	Химический скор, %
	молока	молочной сыворотки
	контроль 1	контроль 2	опыт	контроль 1	контроль 2	опыт
Лизин	163	139	144	158	101	149
Треонин	120	102	116	113	62	96
Метионин+цистин	102	87	95	85	54	66
Валин	119	100	105	95	48	79
Изолейцин	148	125	140	107	72	83
Лейцин	145	123	136	133	85	121
Фенилаланин+тирозин	185	157	169	92	63	79
Триптофан	150	134	144	176	98	121

В молочной сыворотке, подвергнутой импульсному электронно-пучковому воздействию, наибольший скор имел лизин (149%). Лимитирующих при этом оказалось пять аминокислот: треонин (96%), изолейцин (83%), валин (79%), фенилаланин+тирозин (79%), метионин+цистин (66%). Тогда как в молочной сыворотке, подвергнутой пастеризации лимитирующими являются семь аминокислот. Использование воздействия импульсного электронного пучка в большей степени позволяет сохранить биологическую ценность белков молочной сыворотки, нежели использование тепловой обработки.

Таблица 6 - Содержание витаминов в молоке и молочной сыворотке

Витамины	Содержание, мг в 100 г
	молока	молочной сыворотки
	контроль 1	контроль 2	опыт	контроль 1	контроль 2	опыт
Тиамин (В1)	0,040	0,020	0,032	0,036	0,026	0,031
Рибофламин(В2)	0,150	0,130	0,144	0,120	0,111	0,115
Пиридоксин(В6)	0,050	0,030	0,042	0,048	0,040	0,042
Холин (В4)	18,820	15,020	15,600	12,420	10,350	12,030
Аскорбиновая кислота (С)	1,500	0,060	1,160	0,050	0,048	0,050

В результате исследования содержания витаминов установлено, что в молоке, обработанном импульсным электронным пучком, по сравнению с нативным, содержание витаминов несколько ниже (табл. 6). Отмечено максимальное снижение аскорбиновой кислоты - на 23%. В молочной сыворотке, полученной после импульсной электронно-пучковой обработки, выявлено уменьшение тиамина - на 14%. Вероятнее всего, снижение содержания витаминов, как в молоке, так и в молочной сыворотке, является следствием их разрушения под действием излучения, приводящее к распаду молекулы витамина различной глубины.

С целью выявления биологической ценности обработанного молока была изучена особенность его утилизации чистыми культурами болгарской палочки.

Рисунок 6 - Динамика кислотонакопления

На рисунке 6 приведены результаты исследования динамики кислотонакопления при ферментации молока. Через 12 часов ферментации величина титруемой кислотности в обработанном пучком молоке (опыт) достигает 120 ^оТ, а в пастеризованном (контроль 2) - 117 ^оТ. Показано, что процесс утилизации питательных веществ молока, обработанного пучком, клетками болгарской палочки Lactobacillus bulgaricus протекает активно. Было отмечено интенсивное кислотонакопление, что свидетельствует о доступности компонентов питательной среды.

Результаты проведенных исследований аминокислотного состава, содержания витаминов в обработанном молоке, а также изучение процесса его ферментации болгарской палочкой позволяют сформулировать выводы о том, что использование импульсного электронно-пучкового способа воздействия не оказывает влияния на биологическую ценность молока и молочной сыворотки в сравнении с термической обработкой.

Изучение хранимоспособности и применение импульсной электронно-пучковой обработки в технологиях питьевых молока и молочной сыворотки

В ходе дальнейших исследований была изучена хранимоспособность молока после импульсной электронно-пучковой обработки. Выявлено, что молоко обладало стабильными органолептическими показателями в течение 15 суток хранения (табл. 7).

Таблица 7 - Качественные показатели молока, подвергнутого импульсному электронно-пучковому способу воздействия

Показатели	Продолжительность хранения, t= (4 ± 2) оС , сут
	0	3	6	9	12	15
Органолептические
Внешний вид и консистенция Вкус и запах Цвет	Однородная жидкость без осадка и хлопьев Чистые, без посторонних привкусов и запахов Белый
Физико-химические
Титруемая кислотность, оТ	18±1	19±1	19±1	20±1	21±1	22±1
Микробиологические
КМАФАнМ, КОЕ/см3	2,5·102	1,5·103	5,3·103	1,3·104	2·105	5·105
БГКП (колиформы) в 0,01 см3	отсутствовали
Патогенные в 25 см3, в т.ч. сальмонеллы	отсутствовали
S. aures, в 1,0 см3	отсутствовали

Величина титруемой кислотности за период хранения возрастала на (3±1) ^оТ. Содержание КМАФАнМ изменилось с 250 до 5·10⁵ КОЕ/см³, отсутствовали БГКП и патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы.

Таблица 8 - Качественные показатели молочной сыворотки, подвергнутой импульсному электронно-пучковому воздействию

Показатели	Продолжительность хранения, t = (4 ± 2) оС , сут.
	0	3	6	9	12	15
Органолептические
Внешний вид и консистенция Вкус и запах Цвет	Однородная жидкость без посторонних примесей Чистые, свойственные молочной сыворотке, кисловатые, без посторонних привкусов и запахов Зеленовато-желтый
Физико-химические
Титруемая кислотность, оТ	65±2	66±2	66±2	67±2	67±2	68±2
Микробиологические
КМАФАнМ, КОЕ/см3	2,5·103	4·103	1,3·104	2,7·104	4,6·104	6,5·105
БГКП (колиформы) в 0,01 см3	отсутствовали
Патогенные в 25 см3, в т.ч. сальмонеллы	отсутствовали
S. aures, в 1,0 см3	отсутствовали

Исследования хранимоспособности обработанной молочной сыворотки в течение 15 суток хранения показали, что сыворотка сохраняла органолептические показатели (табл. 8). Величина титруемой кислотности возросла на (3±2) ^оТ, содержание КМАФАнМ увеличилось с 2,5·10³ до 6,5·10⁵ КОЕ/см³. БГКП и патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы не были обнаружены.

Полученные результаты исследований позволили теоретически обосновать и экспериментально доказать целесообразность внесения изменений в технологии производства питьевых молока и молочной сыворотки. По итогам проведенных исследований в технологических схемах производства питьевых молока и молочной сыворотки была осуществлена замена операции пастеризации на разработанный альтернативный способ обеззараживания с использованием импульсного электронного ускорителя, а также была разработана нормативно-техническая документация на производство молока питьевого «Бодрость утра» ТУ-9220-079-02069473-11 и сыворотки молочной питьевой «Бодрость дня» ТУ-9220-080-02069473-11.

ВЫВОДЫ

Выявлена эффективность обеззараживания молочного сырья импульсным электронным пучком. Показано снижение содержания КМАФАнМ на 99,99%, термофильных лактобактерий на 99,50% и мезофильных микроорганизмов на 99,86 % в сравнении с их содержанием в нативном молоке.

Теоретически обоснован режим импульсной электронно-пучковой обработки, позволяющий сохранить органолептические свойства молока и молочной сыворотки: поточный, дозой 9,5 кГр при температуре 35 ^оС. Установлено, что режим обработки не оказывает отрицательного влияния на физико-химические показатели.

ИК-спектрофотометрией доказано, что использование импульсной электронно-пучковой обработки дозой 9,5 кГр при температуре 35 ^оС не приводит к значительным изменениям химической структуры компонентов молока и молочной сыворотки.

Применение с целью обеззараживания молока и молочной сыворотки импульсной электронно-пучковой обработки не влияет на их биологическую ценность.

Выявлено, что показатели качества обработанного молока, остаются стабильными в течение 9 суток хранения при температуре (4±2)^оС, а обработанной молочной сыворотки - в течение 12 суток.

Внесены изменения в технологии производства питьевых молока и молочной сыворотки и разработана нормативно-техническая документация.

Подтверждена экономическая целесообразность применения импульсной электронно-пучковой обработки: уровень рентабельности производства питьевого молока возрастает с 98,3 % до 105,2%, а питьевой сыворотки - с 100,9% до 104,9%.

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ РАБОТЫ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК

Хамнаева Н.И. Влияние импульсного электронного пучка на сенсорные показатели молока и молочной сыворотки / Н.И. Хамнаева, Э.К. Данжеева, Г.Е. Ремнев // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2006. - № 9. - С. 31-32.

Хамнаева Н.И. Сенсорные показатели молока и молочной сыворотки, обработанные импульсным электронным пучком / Н.И. Хамнаева, Э.К. Данжеева, Г.Е. Ремнев // Молочная промышленность. - 2006. - № 12. - С. 61.

Хамнаева Н.И. Сравнительная оценка импульсной электронно-пучковой и термической обработок молока и молочной сыворотки с помощью ИК-спектроскопии / Н.И. Хамнаева, Д.М. Батуева, Э.К. Данжеева // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2009. - № 6. - С. 21-23.

Хамнаева Н.И. Влияние импульсной электронно-пучковой обработки на биологическую ценность молока и молочной сыворотки / Н.И. Хамнаева, Д.М. Батуева, Э.К. Данжеева // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2011. - № 5. - С. 12-14.

Статьи в научных изданиях

Данжеева Э.К. «Холодный» метод стерилизации молока/ Э.К. Данжеева, Н.И. Хамнаева // Материалы конференции молодых ученых Сибирского федерального округа (7-11.06.2004, Улан-Удэ) «Научное обеспечение устойчивого развития АПК в России».- Улан-Удэ, 2004.- С.111-112.

Хамнаева Н.И. Нетрадиционные методы обеззараживания пищевых продуктов / Н.И. Хамнаева, Г.Е. Ремнев, Э.К. Данжеева // Современные наукоемкие технологии. - 2004. - № 5. - С. 96-97.

Данжеева Э.К. Импульсное электронно-пучковое обеззараживание молока / Э.К. Данжеева, Н.И. Хамнаева, Г.Е. Ремнев // Материалы III Московского международного конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 14.03.05 - 18.03.05). - М.: ЗАО «Экспо-биохим-технологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2005. - С. 97.

Данжеева Э.К. О возможностях использования сильноточных импульсных электронных ускорителей в сельском хозяйстве / Э.К. Данжеева, Н.И. Хамнаева, Г.Е. Ремнев, Д.М. Батуева // Материалы международной научно-практической конференции «Агроинженерная наука: проблемы и перспективы развития» (Улан-Удэ, 8-12.06.05).- Улан-Удэ: Изд-во ФГОУ ВПО БГСХА, 2005. - С. 308-311.

Хамнаева Н.И. О возможности стерилизации молока импульсным электронным пучком / Н.И. Хамнаева, Г.Е. Ремнев, Э.К. Данжеева, А.В. Базарова, С.Г. Шаргаева // Сборник докладов общероссийской конференции молодых ученых с международным участием «Пищевые технологии», 30.06.2006. - Казань, 2006. - С. 39-41.

Хамнаева Н.И. О новых методах обеззараживания / Н.И. Хамнаева, Г.Е. Ремнев, Э.К. Данжеева, А.В. Базарова, С.Г. Шаргаева // Материалы всероссийской научной молодежной конференции с международным участием «Основные направления функционального питания и безопасность пищевых продуктов», 07-09.09.2006. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. - С. 72.

Хамнаева Н.И. Некоторые характеристики молока, обработанного импульсным электронным пучком / Н.И. Хамнаева, Г.Е. Ремнев, Э.К. Данжеева // Сборник научных трудов конференции преподавателей, научных работников, аспирантов. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2005. - С. 147-152.

Хамнаева Н.И. Некоторые аспекты безопасности импульсного электронно-пучкового способа обеззараживания сырья животного происхождения / Н.И. Хамнаева, Г.Е. Ремнев, Э.К. Данжеева // Материалы докладов региональной научно-практической конференции «Пищевые технологии, качество и безопасность продуктов питания».- Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. - С. 51-53.

Данжеева Э.К. Химическое воздействие импульсного электронного пучка на биологический объект / Э.К. Данжеева, Н.И. Хамнаева, Г.Е. Ремнев // Труды II международной конференции студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук», Томск, ТПУ, 16-20.05.05. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - С.143-144.

Хамнаева Н.И. Исследование возможности использования импульсной электронно-пучковой обработки молока и молочной сыворотки для достижения эффекта пастеризации / Н.И. Хамнаева, Э.К. Данжеева, Г.Е. Ремнев // Вестник ВСГТУ. - 2006. - № 3. - С. 61-68.

Данжеева Э.К. Исследование ферментированного молока, обработанного импульсным электронным пучком / Э.К. Данжеева, Н.И. Хамнаева // Материалы VI международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (15-16.11.2007, Москва). - М.: Изд-во МГУПБ, 2007. - С. 264-265.

Пат. 2361407 Российская Федерация, МПК А23С 3/07 Способ обработки молока и молочной сыворотки / Хамнаева Н.И., Ремнев Г.Е., Данжеева Э.К.; патентообладатель ГОУ ВПО ВСГТУ. - № 2008101143/13; Заявл. 09.01.08; Опубл. 20.07.09, Бюл. № 20.

Размещено на Allbest.ru

...