Введение к работе
Актуальность работы. Эффективная работа молочной промышленности, качество выпускаемой продукции, а также ее безопасность во многом зависят от качества молока - сырья.
Вопросу улучшения качества перерабатываемого молока в последние годы уделяется большое внимание. С этой целью принят закон № 88-ФЗ от 12.06.2008 года «Технический регламент на молоко и молочную продукцию», что явилось основанием для разработки нового современного подхода к осуществлению контроля качества молока.
Над изучением состава и свойств молока - сырья, анализом его влияния на качество молочной продукции, разработкой способов его первичной обработки, изучением роли зоотехнических факторов в формировании качественных показателей молока работали многие отечественные исследователи, такие как С.А. Королев, З.Х. Диланян, П.Ф. Крашенинин, Н.Н. Липатов, В.М. Богданов, Н.С. Королева, Р.Б. Давидов, Н.В. Барабанщиков, А.В. Гудков и многие другие. В настоящее время эти исследования продолжены и расширены их учениками и последователями (В.Д. Харитонов, А.Г. Храмцов, В.Ф. Семенихина, Л.А. Остроумов, А.А. Майоров, М.С. Уманский, Н.Б. Гав-рилова, В.Н. Ганина, Е.А. Юрова, Р.И. Раманаускас, А.Ю. Просеков, Н.И. Дунченко, Г.М. Свириденко, Г.Б. Гаврилов, И.М. Бурыкина и другие).
В последние годы большое внимание уделяется селекционной работе. Главная ее задача заключается в повышении продуктивности коров, увеличении содержания в молоке жира и белка. Это направление имеет большие перспективы и требует к себе особого внимания. Однако, для достижения успехов необходимо расширение исследований по изучению сегодняшнего состояния молочного скота, условий получения молока на фермах, его роли в качестве молочных продуктов.
В рамках этой задачи выполнена настоящая работа.
На примере одного из хозяйств Кемеровской области выполнены исследования по изучению состава и свойств молока, его получения и первичной обработки на ферме, взаимосвязи с эффективностью работы перерабатывающего предприятия.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей диссертационной работы является изучение сезонных изменений состава и свойств молока и их влияние на качество молочной продукции.
Для реализации поставленной цели решали следующие основные задачи:
изучение состава молока по периодам года;
исследование фракционного состава белков молока;
изучение физико-химических свойств молока;
изучение бактериальной обсемененности молока и влияния на этот показатель условий получения молока на ферме;
разработка математической модели рационального отбора сырья для выработки молочных продуктов;
изучение взаимосвязи состава и свойств перерабатываемого молока с качеством и выходом белковой продукции (творог);
разработка рекомендаций по получению и первичной обработке молока на молочно-товарной ферме.
Научная новизна работы. Изучены состав и свойства молока в различные периоды года (белок, жир, лактоза, минеральные вещества, фракции белков, аминокислоты, кислотное и сычужное свертывание, синерезис сгустков, состав сыворотки).
Установлено, что белки молока зимнего периода содержали 77,3 % ка-зеинов, 18,6 % - сывороточных белков и 4,1 % - иммуноглобулина, лактофер-рина, альбумина сыворотки крови и протеозо-пептонов. В белках молока весеннего периода содержание казеинов уменьшилось (68,5 %), а сывороточных белков увеличилось (21,1 %). Белки молока летнего и осеннего периодов имели самый большой показатель казеинов (79,2 и 79,4 %).
Лучшим свертыванием (продолжительность, свойства сгустка, синерезис) характеризовалось молоко летнего периода.
Получены данные по бактериальной обсемененности молока (КМА-ФАнМ, мезофильная и термофильная микрофлора) при различных технологиях его получения и обработки на ферме.
Предложена математическая программа, позволяющая отбирать сырье для выработки молочной продукции.
Установлено влияние состава и свойств сырья (содержание белка, титруемая кислотность, биологическая активность) на качественные показатели творога.
Практическая ценность работы. Получена характеристика состава и свойств молока по периодам года. Предложена технологическая схема получения и первичной обработки молока в условиях современной фермы, а также даны рекомендации по селекционной работе с молочным скотом. Для молочных заводов предложена программа отбора сырья.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на НПК Кем-ТИПП (Кемерово - 2008, 2009, 2010), МНПК «Инновационные технологии и оборудование в молочной промышленности» (Воронеж, 2010), МНПК «Современные технологии продуктов питания: теория и практика производства» (Омск, 2010), публиковались сборнике научных трудов с международным участием «Актуальные проблему техники и технологии переработки молока» (Барнаул, 2010).
Публикации. Основные положения работы изложены в 9 научных статьях, в том числе 2 в изданиях рекомендованных ВАК.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методики эксперимента, результатов исследований, выводов, списка литературы и приложений. Основной текст изложен на 100 страницах, включает 27 таблиц и 25 рисунков.
Работа выполнялась в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности в 2008-2010 годах. Опытным материалом служили данные СХА «Племрепродуктор Ленинский путь» Кемеровской области.
Схема проведения работы представлена на рисунке 1.
Этап исследования Изучаемые факторы Критерии оценки
Продуктивность коров
Коровы 4-6 лактации
Коровы первой лактации
Надой, жир, белок, лактоза, минеральные вещества
Рис. 1. Схема проведения исследований
Первоначально рассматривали продуктивность группы высокодойных коров четвертой-шестой и первой лактации. Определяли удой, массовую долю жира и белка в молоке, количество их годового выделения.
Изучали сезонные изменения состава молока, определяя в нем содержание жира, белка, лактозы и минеральных веществ.
В течение зимнего, весеннего, летнего и осеннего периодов изучали фракционный (10 фракций) и аминокислотный (18 аминокислот) состав белков молока.
В течение каждого квартала изучали кислотное и сычужное свертывание молока, особенности синерезиса молочных сгустков, а также содержание сухих веществ в сыворотке.
Рассматривали две технологические схемы получения и первичной обработки молока на молочно-товарной ферме.
В молоке определяли количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ). Изучали содержание КМА-ФАнМ, психрофильньгх и термостойких бактерий по периодам года.
В следующей части работы разрабатывали модель математической программы распределения сырья по ассортименту для выработки молочных продуктов.
— Для реализации разработанного алгоритма использована система программирования Delphi. При разработке программы учитывались следующие показатели молока: плотность, массовая доля сухих веществ, массовая доля белка, массовая доля казеина, массовая доля жира, активная и титруемая кислотность, термоустойчивость, бактериальная обсемененность, степень чистоты, содержание соматических клеток.
Требования к молоку для каждого вида вырабатываемой продукции устанавливали в соответствии с показателями технической документации.
В следующей части работы проведен анализ влияния показателей молока (содержание белка, титруемая кислотность, биологическая активность) на характеристику творога. С этой целью проводили трехфакторный эксперимент, определяя роль показателей сырья в формировании вкуса, запаха и консистенции творога, а также расход сырья на кг продукта. Получали уравнения регрессии и графические изображения изучаемых зависимостей.
В заключение были разработаны рекомендации технологии обработки молока на ферме и по селективной работе с коровами, направленные на улучшение их продуктивности.
При выполнении работы применяли стандартные методы исследований.
Массовую долю жира определяли кислотным методом Гербера по ГОСТ 5867-90. Массовую долю белка - на анализаторе общего азота/белка «rapid N cube».
Массовую дозу лактозы определяли с помощью йодометрического метода, основанного на взаимодействии в щелочной среде альдегидной группы молочного сахара и йода.
Массовую долю белка определяли на анализаторе общего азота/белка «rapid N cube». Метод определения: метод сжигания по Дюма с регистрацией N2 на детекторе по теплопроводности.
Аминокислотный состав белков определяли на аминокислотном анализаторе "Aracus".
Содержание минеральных веществ (золы) определяли путем озоления навески после предварительного выпаривания и высушивания по прописи Г.С. Инихова и Н.П. Врио.
Титруемую кислотность определяли по ГОСТ 3624-92, активную кислотность - по ГОСТ 26781-85.
Определение плотности молока проводили в соответствии с ГОСТ 3625-84.
Сычужную свертываемость молока определяли, используя специальный прибор ВНИИМС.
Синеретическую способность сгустков определяли путем измерения количества выделившейся сыворотки за определенное время.
Массовую долю сухих веществ в сыворотке определяли высушиванием до постоянного веса по ГОСТ 3626-73.
Общее количество бактерий определяли по ГОСТ 9225-84.
Органолептическую оценку творога проводили по 60-балловой шкале, в том числе при максимальной оценке вкуса - 30 баллов и консистенции - 20 баллов.
