Изменение частотно-массовых характеристик жировых шариков молока в процессе отстаивания
УДК 637.071
Изменение частотно-массовых характеристик жировых шариков молока в процессе отстаивания
А.А. Бобрышев
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
В работе исследовано влияние температуры пастеризации на послойное распределение жира в общем объеме молока, в т.ч. влияние различной жирности исходного молока на процесс послойного распределения жировой фракции. Приведены данные дисперсионного анализа, характеризующего фракционный состав жировых шариков молока различной жирности.
Ключевые слова: дисперсионный анализ, жировые шарики, жирность молока, распределение жировых шариков, гомогенизированное молоко.
Исследовали влияние температурных факторов и гомогенизации молока на процесс отстаивания жира при хранении и резервировании.
Влияние температуры пастеризации на послойное распределение жира в общем объеме молока при его резервировании связано с её воздействием на свойства оболочек жировых шариков. На их поверхность адсорбируются денатурированные сывороточные белки, происходит плавление триглицеридов с последующей кристаллизацией их части. Может также происходить незначительное вытапливание свободного жира и некоторые другие явления, которые влияют на способность жировых шариков к отстаиванию.
В пастеризованном молоке процесс отстаивания происходит медленнее. Причем с повышением температуры пастеризации скорость отстаивания жира уменьшалась — при резервировании сырого молока средняя скорость отстаивания составляла 1,9% в час, а при резервировании молока, пастеризованного при 70°С — 1,5 % в час и при 85°С — 1,3 % в час.
Существенным образом на процесс распределения жировых шариков влияет гомогенизация молока.
В верхнем слое негомогенизированного молока по истечении двух часов резервирования скапливалось 42% жира от всего его объема. Через 6 и 12 часов этот показатель увеличился до 62 и 68,5% соответственно.
В верхнем слое гомогенизированного молока за те же временные промежутки соответственно содержалось 10,7, 11,8 и 13,9% жира.
При исследовании объем молока условно делили на 5 слоев, следовательно относительное среднее количество жира для каждого слоя нашего опыта равнялось 20%.
Во втором слое негомогенизированного молока через два часа содержалось 19,3% , через 6 часов — 13,6 и через 12 часов — 9,1% жира.
В нижних слоях необработанного молока происходило значительное снижение жировой фракции, что привело к падению относительного количества в пятом слое до 10,7, 11,8 и 12,8% в соответствии с временем резервирования.
В свою очередь, в гомогенизированном молоке относительное содержание жировой фракции изменялось незначительно и в нижнем слое составило 1,8, 1,0 и 0,8%.
Исследовано влияние различной жирности исходного молока на процесс послойного распределение жировой фракции.
Таблица 1. Массовая доля жира (%) в молоке различной жирности после резервирования.
Номер слоя 1 2 3 4 5 Среднее
1,5% 8,5 2,0 2,0 1,5 1,0 1,5
2,5% 17,0 3,0 2,0 2,0 1,0 2,5
3,5% 25,0 4,0 3,0 2,0 1,0 3,5
4,5% 36,0 3,5 2,5 2,0 1,0 4,5
Независимо от исходной жирности молока, большая часть жира была сосредоточена в верхнем слое, однако его относительное содержание в опытных образцах молока было различным - это связано с размером жировых шариков.
Различия в относительном содержании жира в верхнем слое резервированного молока видимо связано с размерами жировых шариков.
В молоке пониженной жирности (1,5 и 2,5%) меньше содержание крупных фракций, поэтому подъем его жировой фазы происходит медленнее. Кроме того, в таком молоке жировые шарики в плазме находятся в более разреженном состоянии и у них понижена возможность к образованию крупных конгломератов в отличие от молока с повышенной исходной жирностью.
В подтверждение этого в таблице 2 собраны данные дисперсионного анализа, характеризующего фракционный состав жировых шариков молока различной жирности.
Таблица 2. Данные дисперсионного анализа.
Показатели
Меньше 1.0
Молоко жирностью 1,5%
Количество
4
жировых шариков
в 1 мл, млрд
От 1,0 до 3,0
1,5
От 3.0 до 5,0
0,08
Больше 5,0 0,04
Всего 5,62
Масса жировых шариков в 1 мл, мг
2
6 2,5
4,5
15
Распределение по
71,2
количеству, %
Распределение по
13,3
массе, %
Молоко жирностью 2,5%
Количество
4
жировых шариков
Масса жировых
2
шариков
Распределение по
68,8
количеству, %
Распределение по
8
массе, %
Молоко жирностью 3,5%
Количество
4
жировых шариков
в 1 мл, млрд
Масса жировых
2
шариков в 1 мл, мг
Распределение по
68,8
количеству, %
Распределение по
5,7
массе, %
Молоко жирностью 4,5%
Количество
4
жировых шариков
в 1 мл, млрд
Масса жировых
2
шариков в 1 мл, мг
Распределение по
70,2
количеству, %
Распределение по
4,4
массе, %
26,5 1,5 40 16,7
1,5 0,2 6 5,5 25,9 3,4 24 22
1,3 0,3
59 22,5 5,3 14,3 25,7
1 0,4
4 12,5 17,5 7 8,9 27,8
0,8 30
0,1 11,5 1,9 46
0,2
19 3,4 54,3
0,3
26,5 5,3 58,9
100 100
5,8 25 100 100
5,8
35 100 100
5,7
45 100 100
Самая мелкая фракция (менее 1 мкм) количественно представлена одинаково практически во всех образцах молока и равнялась 4,0 млрд в 1 мл. (рис.1) В процентном отношении она составляла от 71,2 до 68,8%.
в 1 мл,млрд
Количество жировых шариков
4,5 4
3,5 3
2,5 2
1,5 1
0,5 0
до1
1,5% 2,5% 3,5% 4,5%
от 1 до 3 от 3 до 5 Диаметр, мкм
св.5
Рис. 1. Распределение количества жировых шариков.
Количество фракции диаметром от 1,0 до 3.0 мкм находилась в интервале от 1,5 до 1.0 млрд в 1 мл. занимая от общего количества жировых шариков 26.517,5 %.
Численность более крупных фракций (от 3,0 мкм) была меньше и составляла для молока 1,5% жирности — 0,12, 2,5% жирности — 0,3, 3,5% жирности — 0,5 и 4,5% жирности — 0,7 млрд в 1 мл. Как видно их количество увеличивалось с ростом жирности молока.
В молоке жирностью 2,5% количество жировых шариков такого размера превосходило их количество в молоке жирностью 1,5% в 2,5 раза, в молоке жирностью 3,5% — в 4,1 раза и в молоке жирностью 4,5% — в 5,7 раза.
Эти различия особенно наглядно видны при определении массы жировых шариков. С увеличением жирности молока относительное содержание массы более крупных жировых шариков увеличивалось (рис.2).
Масса жировых шариков
в 1 мл,мг
30
1.5%
25
2.5% 20 3.5%
4.5%
15
10
5
0 до1
от 1до 3
от 3 до 5
Диаметр, мкм
св.5
Рис. 2. Распределение массы жировых шариков.
Для установления зависимости частотно-массовых характеристик жировых шариков от жирности молока проведен парный регрессионный анализ, в ходе которого установлены следующие функциональные связи (рисунки 3,4).
Nb
N b = 1,09 ⋅ R −1,427 ⋅ C0,76
Mb
M b = 2,89 ⋅ R 0,68 ⋅ C0,69
Рис. 3. Частотно-массовые характеристики: а) зависмость количества жировых шариков от их размера и жирности молока; б) зависмость массы жировых шариков от их размера и жирности молока.
DN
D N = 19,2 ⋅ R −1,41 ⋅ C0,69
DM
D M = 18,9 ⋅ R 0,68 ⋅ C−0,32
Рис. 4. Частотно-массовые характеристики: а) зависимость распределения по количеству жировых шариков от их размера и жирности молока; б) зависмость распределения по массе жировых шариков от от их размера и жирности молока.
Список литературы
1. Рогов И.А., Горбатов А, В., Свинцов В.Я., Дисперсные системы мясных и молочных продуктов. - М: Агропромиздат, 1991.- 463 с. 2. Балабышко А.М., Зимин А. И., Ружницкий В. П. Гидромеханическое диспергирование. - М.: Наука, 1998.- 331 с.
Изменение частотно-массовых характеристик жировых шариков молока в процессе отстаивания
А.А. Бобрышев
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
В работе исследовано влияние температуры пастеризации на послойное распределение жира в общем объеме молока, в т.ч. влияние различной жирности исходного молока на процесс послойного распределения жировой фракции. Приведены данные дисперсионного анализа, характеризующего фракционный состав жировых шариков молока различной жирности.
Ключевые слова: дисперсионный анализ, жировые шарики, жирность молока, распределение жировых шариков, гомогенизированное молоко.
Исследовали влияние температурных факторов и гомогенизации молока на процесс отстаивания жира при хранении и резервировании.
Влияние температуры пастеризации на послойное распределение жира в общем объеме молока при его резервировании связано с её воздействием на свойства оболочек жировых шариков. На их поверхность адсорбируются денатурированные сывороточные белки, происходит плавление триглицеридов с последующей кристаллизацией их части. Может также происходить незначительное вытапливание свободного жира и некоторые другие явления, которые влияют на способность жировых шариков к отстаиванию.
В пастеризованном молоке процесс отстаивания происходит медленнее. Причем с повышением температуры пастеризации скорость отстаивания жира уменьшалась — при резервировании сырого молока средняя скорость отстаивания составляла 1,9% в час, а при резервировании молока, пастеризованного при 70°С — 1,5 % в час и при 85°С — 1,3 % в час.
Существенным образом на процесс распределения жировых шариков влияет гомогенизация молока.
В верхнем слое негомогенизированного молока по истечении двух часов резервирования скапливалось 42% жира от всего его объема. Через 6 и 12 часов этот показатель увеличился до 62 и 68,5% соответственно.
В верхнем слое гомогенизированного молока за те же временные промежутки соответственно содержалось 10,7, 11,8 и 13,9% жира.
При исследовании объем молока условно делили на 5 слоев, следовательно относительное среднее количество жира для каждого слоя нашего опыта равнялось 20%.
Во втором слое негомогенизированного молока через два часа содержалось 19,3% , через 6 часов — 13,6 и через 12 часов — 9,1% жира.
В нижних слоях необработанного молока происходило значительное снижение жировой фракции, что привело к падению относительного количества в пятом слое до 10,7, 11,8 и 12,8% в соответствии с временем резервирования.
В свою очередь, в гомогенизированном молоке относительное содержание жировой фракции изменялось незначительно и в нижнем слое составило 1,8, 1,0 и 0,8%.
Исследовано влияние различной жирности исходного молока на процесс послойного распределение жировой фракции.
Таблица 1. Массовая доля жира (%) в молоке различной жирности после резервирования.
Номер слоя 1 2 3 4 5 Среднее
1,5% 8,5 2,0 2,0 1,5 1,0 1,5
2,5% 17,0 3,0 2,0 2,0 1,0 2,5
3,5% 25,0 4,0 3,0 2,0 1,0 3,5
4,5% 36,0 3,5 2,5 2,0 1,0 4,5
Независимо от исходной жирности молока, большая часть жира была сосредоточена в верхнем слое, однако его относительное содержание в опытных образцах молока было различным - это связано с размером жировых шариков.
Различия в относительном содержании жира в верхнем слое резервированного молока видимо связано с размерами жировых шариков.
В молоке пониженной жирности (1,5 и 2,5%) меньше содержание крупных фракций, поэтому подъем его жировой фазы происходит медленнее. Кроме того, в таком молоке жировые шарики в плазме находятся в более разреженном состоянии и у них понижена возможность к образованию крупных конгломератов в отличие от молока с повышенной исходной жирностью.
В подтверждение этого в таблице 2 собраны данные дисперсионного анализа, характеризующего фракционный состав жировых шариков молока различной жирности.
Таблица 2. Данные дисперсионного анализа.
Показатели
Меньше 1.0
Молоко жирностью 1,5%
Количество
4
жировых шариков
в 1 мл, млрд
От 1,0 до 3,0
1,5
От 3.0 до 5,0
0,08
Больше 5,0 0,04
Всего 5,62
Масса жировых шариков в 1 мл, мг
2
6 2,5
4,5
15
Распределение по
71,2
количеству, %
Распределение по
13,3
массе, %
Молоко жирностью 2,5%
Количество
4
жировых шариков
Масса жировых
2
шариков
Распределение по
68,8
количеству, %
Распределение по
8
массе, %
Молоко жирностью 3,5%
Количество
4
жировых шариков
в 1 мл, млрд
Масса жировых
2
шариков в 1 мл, мг
Распределение по
68,8
количеству, %
Распределение по
5,7
массе, %
Молоко жирностью 4,5%
Количество
4
жировых шариков
в 1 мл, млрд
Масса жировых
2
шариков в 1 мл, мг
Распределение по
70,2
количеству, %
Распределение по
4,4
массе, %
26,5 1,5 40 16,7
1,5 0,2 6 5,5 25,9 3,4 24 22
1,3 0,3
59 22,5 5,3 14,3 25,7
1 0,4
4 12,5 17,5 7 8,9 27,8
0,8 30
0,1 11,5 1,9 46
0,2
19 3,4 54,3
0,3
26,5 5,3 58,9
100 100
5,8 25 100 100
5,8
35 100 100
5,7
45 100 100
Самая мелкая фракция (менее 1 мкм) количественно представлена одинаково практически во всех образцах молока и равнялась 4,0 млрд в 1 мл. (рис.1) В процентном отношении она составляла от 71,2 до 68,8%.
в 1 мл,млрд
Количество жировых шариков
4,5 4
3,5 3
2,5 2
1,5 1
0,5 0
до1
1,5% 2,5% 3,5% 4,5%
от 1 до 3 от 3 до 5 Диаметр, мкм
св.5
Рис. 1. Распределение количества жировых шариков.
Количество фракции диаметром от 1,0 до 3.0 мкм находилась в интервале от 1,5 до 1.0 млрд в 1 мл. занимая от общего количества жировых шариков 26.517,5 %.
Численность более крупных фракций (от 3,0 мкм) была меньше и составляла для молока 1,5% жирности — 0,12, 2,5% жирности — 0,3, 3,5% жирности — 0,5 и 4,5% жирности — 0,7 млрд в 1 мл. Как видно их количество увеличивалось с ростом жирности молока.
В молоке жирностью 2,5% количество жировых шариков такого размера превосходило их количество в молоке жирностью 1,5% в 2,5 раза, в молоке жирностью 3,5% — в 4,1 раза и в молоке жирностью 4,5% — в 5,7 раза.
Эти различия особенно наглядно видны при определении массы жировых шариков. С увеличением жирности молока относительное содержание массы более крупных жировых шариков увеличивалось (рис.2).
Масса жировых шариков
в 1 мл,мг
30
1.5%
25
2.5% 20 3.5%
4.5%
15
10
5
0 до1
от 1до 3
от 3 до 5
Диаметр, мкм
св.5
Рис. 2. Распределение массы жировых шариков.
Для установления зависимости частотно-массовых характеристик жировых шариков от жирности молока проведен парный регрессионный анализ, в ходе которого установлены следующие функциональные связи (рисунки 3,4).
Nb
N b = 1,09 ⋅ R −1,427 ⋅ C0,76
Mb
M b = 2,89 ⋅ R 0,68 ⋅ C0,69
Рис. 3. Частотно-массовые характеристики: а) зависмость количества жировых шариков от их размера и жирности молока; б) зависмость массы жировых шариков от их размера и жирности молока.
DN
D N = 19,2 ⋅ R −1,41 ⋅ C0,69
DM
D M = 18,9 ⋅ R 0,68 ⋅ C−0,32
Рис. 4. Частотно-массовые характеристики: а) зависимость распределения по количеству жировых шариков от их размера и жирности молока; б) зависмость распределения по массе жировых шариков от от их размера и жирности молока.
Список литературы
1. Рогов И.А., Горбатов А, В., Свинцов В.Я., Дисперсные системы мясных и молочных продуктов. - М: Агропромиздат, 1991.- 463 с. 2. Балабышко А.М., Зимин А. И., Ружницкий В. П. Гидромеханическое диспергирование. - М.: Наука, 1998.- 331 с.