Современные технологии сгущенных молочных консервов

По прогнозам аналитиков одним из приоритетных направлений развития пищевой промышленности является увеличение сроков годности продуктов. При этом в индустриально развитых странах прогнозируется более массовое применение сложных технологических систем нетермических (или слабо термических) методов консервирования, применение компьютерных программ для прогрессивного моделирования процессов, максимальная автоматизация технологий, производственного контроля и др.

Известно, что эффективность  хранения консервированных продуктов  зависит от двух основных факторов: уровня подавления процессов порчи  ферментативного характера, в том  числе и микробиологической природы, и степени торможения неферментативных (химических) реакций разложения, протекающих в продукте во времени. Применяемые на сегодняшний день жесткие технологические режимы не позволяют регулировать не ферментативную порчу, при этом зачастую сказываются на органолептических показателях продукта. В связи с этим возрос интерес по замещению жестких режимов на нетермические технологии, такие как высокое гидростатическое давление (ультравысокое давление), электрические разряды высокого напряжения (электропорация), лазеры высокой интенсивности или некогерентные световые импульсы, пульсирующие магнитные поля высокой интенсивности, а также сочетание умеренного нагревания и обработкой ультразвуком (ультрасоникация) и немного повышенным давлением (манотермосоникация). Принципы некоторых из этих технологий уже известны в течение нескольких десятилетий. Однако из-за технологических трудностей и недостаточных технических средств не нашли широкого применения.

Надо также отметить специфичность  молочного сырья и, в частности, низкую стабильность белковой (коагуляция) и углеводной (кристаллизация) фаз, особенно в случае повышенных концентраций сухих веществ при различных по природе воздействиях.

На сегодняшний день существует множество способов консервирования  пищевых продуктов, основанных на трех основных биологических принципах  — биоз, анабиоз и абиоз или  их различных сочетаниях. Молочные консервы, выпускаемые в промышленных масштабах молочноконсервной отраслью в существующем ассортименте, по методам консервирования основаны на принципах анабиоза и абиоза:

• по принципу ксероанабиоза — сухие молочные продукты;
• по принципу осмоанабиоза — сгущенные молочные консервы с сахаром;
• по принципу абиоза — стерилизованные молочные консервы.

Разработанные по этим принципам  традиционные продукты основаны на факторе  внешнего воздействия без научного обоснования синергетических процессов  консервирования функционально-технологических  свойств сырья.

В последние годы в зарубежной литературе все чаще стало встречаться  понятие «барьерных технологий» консервирования, которое ввел Л.Лейстнер (L.Leistner). Суть данных технологий заключена в том, что технологический процесс консервирования представляется как ряд взаимосвязанных тормозящих факторов (барьеров), замедляющих процессы порчи при условии их наличия в достаточном количестве и на необходимом минимальном уровне.

На наш взгляд, вне зависимости от возможных путей развития современных методов технологического воздействия следует активно развивать именно это направление. Это обусловлено тем, что данные технологии учитывают прогнозируемые свойства консервируемых систем и подразумевают комплексный подход к частной технологии.

При этом целесообразно провести градацию между барьерами: технологические (в соответствии с названием) и импозиционные (учитывающие синергетические процесы консервирования функционально-технологические свойства сырья). Так как технологические барьеры непосредственно связаны с техническим обеспечением, что в свою очередь непосредственно связано с развитием науки и техники, на первый план следует вынести исследования импозиционных барьеров, регулирование которых позволит также прогнозировать хранимоспособность.

В молочноконсервной промышленности наибольший интерес представляют сгущенные молочные консервы с сахаром — как наиболее популярный и массово употребляемый молочный продукт, с одной стороны, и как объект исследования, консервирование которого определяется целым рядом тормозящих факторов, замедляющих химические реакции и развитие микроорганизмов, с другой.

В качестве демонстрации «барьерных технологий» применительно к молочноконсервной отрасли рассмотрим технологию сгущенного молока с сахаром в двух паралельных интерпретациях (рис. 1): технологическая схема (А) и возможные барьеры (Б).

Рис. 1. Демонстрационная схема технологии (А) и возможных «барьеров» (Б) в производстве сгущенного молока с сахаром:

где: С — стабильное состояние в хранении, обусловленное  незначительной динамикой микроорганизмов  и физико-химических процессов; 1 —  нормализованная молочная смесь; 2 —  сахарный сироп; 3 — пастеризация; 4 — гомогенизация; 5 — сгущение; 6 — охлаждение; 7 — внесение консерванта (если предусмотрено технологией); 8 — упаковка и хранение; 3' — температура; 4' — давление; 5' — температура и образованные компонационные барьеры (Aw, рН, Eh); 6' — композиционные барьеры. (Aw, рН, Eh) и температура; 7' — композиционный барьер-консервант, 8' — упаковка.

При рассмотрении технологий в этом ракурсе отдельным последним барьером следует рассматривать упаковку продукта, подбор которой имеет принципиальное значение как для стабильности продукта в хранении, так и для биологии в целом. Упаковочные материалы в разрабатываемых технологиях возможно условно разделить на активные (участвующие в технологии) и пассивные. Применение активных упаковок позволит частично проводить становление качественных показателей продукта непосредственно после розлива в таре.

В целом по проблеме нами выделен массив задач и начаты исследования базирующиеся на изучении модельных и реальных моно- и поликомпонентных системах с целью получения гериментального материала по функционально-технологическим свойствам сырьевых компонентов (композиционный барьер) и технологическим барьерам, а также возможно сопутствующим синергетическим эффектам технологической природы применительно к молочному сырью. Комплекс проведенных исследований позволит разработать целенаправленный научный подход по консервированию молочных продуктов с промежуточной влажностью. Практические результаты от разработок — научно обоснованный технологический подход по разработке продуктов с промежуточной влажностью с длительным сроком годности и программным обеспечением по расчету рациональных рецептур для многокомпонентных систем, в том числе функционального назначения.

Результаты исследований будут иметь социальный, стратегический и экономический эффект. Социальный эффект обусловлен тем, что потребитель получит новую группу высокопитательных продуктов с длительным сроком годности при комнатной температуре, что, в свою очередь, будет иметь стратегическое значение. Экономический эффект от данных разработок также непосредственно связан с нерегулируемыми температурными режимами хранения продукции. Надо отметить, что данные технологии не подразумевают дорогостоящего оборудования и высококвалифицированного персонала [3].

4. Перспективы производства сгущенных молочных консервов с сахаром и плодово-ягодными наполнителями

В соответствии с современными тенденциями, которые сложились на потребительском рынке пищевых продуктов, молочноконсервная отрасль Украины развивается в направлении разработки рентабельных, энергосберегающих технологий с интенсификацией производственных процессов, предусматривающий производство  новых видов сгущенных молочных продуктов с заданными органолептическими, физико-химическими свойствами, повышенной биологической ценностью. Применение усовершенствованных современных технологий в производстве сгущенных молочных консервов часто предполагает использование нетрадиционной для отрасли растительного сырья. Ведь понятно, что добавки растительного происхождения – это один из рациональных путей преодоления дефицита витаминов, углеводов, минеральных веществ в ежедневном рационе питания человека.

Анализ  существующего ассортимента молочно-консервной отрасли показывает, что наполнители сгущенных молочных продуктов с сахаром включают кофе, цикорий, какао. Разработаны технологии сгущенных молочных консервов с сахаром и биологически полноценными наполнителями: пектином, каротином, чаем, экстрактами лекарственных растений.

Использование цикория в технологии сгущенных  молочных консервов обусловлено  его общеукрепляющим, сахароснижающим, противовоспалительным, противомикробным и успокаивающим действиями. Кроме того, он улучшает пищеварение и регулирует обмен веществ в организме. В качестве наполнителя используют сгущенный растворимый цикорий, порошок цикория или цикорну крупку, экстракт цикория.

Благодаря своим биологическим свойствам  пектин является важным ингредиентом продуктов профилактического и  диетического питания, он используется в пищевых технологиях для  получения продуктов с гелеобразной структуры. Характер его стабилизирующего действия состоит в связывании свободной влаги, вследствие чего тормозится развитие любой микрофлоры, а это, в свою очередь, способствует значительному продлению сроков хранения готовых продуктов. Полезное действие пектина и пектиносодержащих продуктов объясняется также тем, что попадая в кишечник, пектиновые вещества снижают рН среды и оказывают тем самым бактерицидное действие на болезнетворные бактерии. Пектин эффективен при лечении и профилактике атеросклероза, он нормализует количество холестерина в организме.

Промышленное  производство сгущенных молочных продуктов  с сахаром и указанными наполнителями  не налажено. Однако, выпускают сгущенные молочные продукты с ароматизаторами и красителями. В зависимости от вида внесенного ароматизатора продукты подразделяются по ассортименту на: сгущенные с сахаром и ароматом традиционных наполнителей (кофе, какао, шоколада); сгущенные с ароматом плодов и ягод, которые характерны для нашей страны (вишни, смородины, персика, малины); сгущенные с ароматом экзотических плодов (цитрусовых, тархуна, дыни, ананасов и т.п.). Доза внесения ароматизаторов колеблется в пределах 0.03-0,1% от общей массы продукта.

В качестве красителей чаще применяют β-каротин и красный  кармин, которые вносятся в вакуум-охладитель перед фасовкой в количестве 0,01 - 0,1% от массы продукта.

Учитывая, что  в современных условиях особое внимание уделяется разработке и внедрению  в производство продуктов, обеспечивающих сбалансированное питание, была поставлена задача разработать технологию сгущенных  молочных консервов с сахаром  и плодоао-ягодными наполнителями. Плодово-ягодное сырье и продукты, изготовленные с ее добавлением, отличаются высокой потребительской ценностью и легко усваиваются организмом человека.

Наиболее значимым фактором в выборе наполнителя для  новых видов молочных консервов можно считать консистенцию. Для того, чтобы наполнитель распределялся равномерно по всей сгущенной массе, он должен быть однородным, без кусочков. Отсутствие возможности превращения частиц наполнителя на центры кристаллизации - залог его успешного использования в технологии сгущенных молочных консервов с сахаром и наполнителями.

Для исследований использовали различные виды плодово-ягодных  наполнителей. Среди них подварки, сиропы джемы.

Отмечено, что  внесение в сгущенную молочно-сахарную смесь пидварок из клубники, абрикосов, приводит к получению продукта, который  имеет неоднородную консистенцию, нестандартные  качественные показатели, неравномерный цвет.

Сгущенные проюдукты с плодово-ягодными джемами также имели качественные показатели, не соответствующие установленным требованиям к качеству молочных консервов. В таких сгущенных продуктах отмечено неоднородную консистенцию, в которой частицы наполнителей стали центрами кристаллизации, а также неоднородный цвет, повышенные показатели вязкости. Положительные результаты были получены лишь в случае добавления плодово-ягодных сиропов.

Использование плодово-ягодных  сиропов имеет преимущества благодаря  длительному сроку хранения по сравнению  со свежей сырьем, при том, что сиропы имеют хорошие органолептические  показатели, присущие свежему сырью.

Минеральные вещества (макро- и микроэлементы), входящих в состав плодово-ягодных сиропов играют важную роль в биохимических процессах, происходящих в организме человека.

Витамины также  является ценной составной частью плодово-ягодных  сиропов. Они содержат витамин С (аскорбиновая кислота), провитамин А (каротин), витамины группы В, РР и т.д..

В таблице 1 приведен химический состав плодово-ягодных  соков (вишневого, смородинового, шиповникового), которые использовались как сырье  для изготовления сиропов.

Нами  предложен способ получения сгущенных молочных консервов з плодово-ягодными сиропами, согласно которому массу наполнителя нужно вносить в сгущенную молочную основу в процессе охлаждения в вакуум-кристаллизаторе. Согласно этому обоснованный способ введения плодово-ягодных сиропов в охлажденный до 20 ± 2 ^оС сгущенный молочный продукт, обеспечивающий минимальное воздействие на составные части сгущенных молочных консервов. Добавление сиропа на этапе смешивания всех компонентами привело бы к необходимости проведения дополнительной технологической операции, а именно раскисления молочной основы путем внесения пищевой соды в количестве до 0,02%.

Согласно  условиям консервирования по принципу осмоанабиозу массовая доля сахара в сгущенных молочных консервах с сахаром должна составлять 43,5-45% для образования осмотического давления 16-18 МПа. Согласно предложенной технологии дозу сахара в виде сахарного сиропа нужно уменьшить, поскольку сахар попадает в продукт и за счет плодово-ягодных сиропов. Согласно проведенным экспериментальных выработок продукта, этот показатель колеблется в пределах от 38% до 41%. При этом, доза внесения плодово-ягодных сиропов составляет 13-18%, а готовый продукт - молоко цельное сгущен-