экология. қоршаған ортаны қорғау және табиғи ресурстарды

ЭКОЛОГИЯ. ҚОРШАҒАН ОРТАНЫ ҚОРҒАУ ЖӘНЕ ТАБИҒИ РЕСУРСТАРДЫ
ТИІМДІ ПАЙДАЛАНУ
ЭКОЛОГИЯ. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И РАЦИОНАЛЬНОЕ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ
УДК 637.344
ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ,
ПРОИСХОДЯЩИХ ПРИ ХРАНЕНИИ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ
Ж.К.Бахов, А.А.Сапарбекова, Л.А.Мамаева
ЮКГУ им. М.Ауезова, г.Шымкент
Основным агентом, загрязняющим окружающую среду, являются сточные воды, в
которые попадает молочная сыворотка. Молочная сыворотка является хорошей средой для
развития микроорганизмов. Изучив способность молочной сыворотки к хранению, установили,
что целесообразно молочную сыворотку пастеризовать при температурном режиме (72+1 0С) с выдержкой
15-20 секунд. Рекомендуется два режима хранения молочной сыворотки творожной: краткосрочный (до 2-3
суток) при температуре 2-4 0С; длительный (до 10-15 суток) при температуре минус 4 – минус 6 0С.
Предприятия молочной промышленности могут быть источником интенсивного
загрязнения атмосферы, водоемов и почвы. Запланированное строительство новых предприятий и
увеличение производственной мощности действующих приведет к росту объема и усложнению
состава промышленных выбросов в окружающую природную среду, причем, особенность
выбросов заключается в том, что многие из них специфичны только для этих предприятий [1].
В сточные воды также попадает молочная сыворотка, содержащая значительное
количество способных к окислению органических веществ (белков, жиров и углеводов) [2]. В
процессе сбора и хранения ее состав и свойства могут измениться, а качественные показатели –
ухудшиться. Поэтому, необходимо провести исследования по изменению количества
микроорганизмов (молочнокислых бактерий, плесеней, бактерий группы кишечной палочки);
титруемой кислотности и рН среды, а также изменению содержания лактозы молочной сыворотки.
Таблица 1 – Микробиологические показатели молочной сыворотки творожной в процессе хранения
Проба сыворотки
Контрольная
(первоначальная) проба
Проба №1 (через 12 ч)
Проба №2 (через 24 ч)
Проба №3 (через 36 ч)
Проба №4 (через 48 ч)
Проба №5 (через 60 ч)
Проба №6 (через 72 ч)
Проба №7 (через 84 ч)
Содержание в 1 мл творожной сыворотки
молочнокислых
бактерий
4,5х102
плесеней
-
бактерий группы
кишечной палочки
-
2,3 х103
7,8 х103
1,5 х104
8,6 х104
1,3 х105
5,3 х105
8,4 х105
0,5
3,2
0,9
Для исследований использовалась молочная сыворотка творожная
охлажденная до
температуры 2-4 0С с периодичностью отбора проб 12 часов. Продолжительность исследований составила
84 часов. Результаты микробиологических показателей молочной сыворотки творожной
представлены в таблице 1.
В результате анализа данных таблицы 1 можно видеть, что в процессе хранения
происходит значительное увеличение количества молочнокислых бактерий с начального
количества от 4,5х102 до 8,4 х105. Этому способствует обсеменение молочной сыворотки
молочнокислыми бактериями в процессе производства и обсеменение различной посторонней
микрофлорой в процессе сбора, хранения и дальнейшей обработки. К тому же из основного
производства сыворотка поступает с температурой около 30 0С, что соответствует оптимальному
режиму жизнедеятельности большинства микроорганизмов. Помимо этого по истечении 72-х ч в
пробах №6 и №7 обнаруживаются плесени и бактерии группы кишечной палочки, в пробе №7 через 84 ч хранения. Результаты исследования по изменению титруемой кислотности и рН среды
приведены на рисунке 1.
Рисунок 1 – Динамика изменения кислотности молочной сыворотке творожной в процессе хранения
Из данных рисунка 1 можно видеть, что во время хранения наблюдается рост титруемой
кислотности, то есть, за счет действия остаточной заквасочной микрофлоры продолжается процесс
брожения. Это нежелательно, так как в результате этого процесса снижается количество лактозы и
повышается титруемая кислотность. Результаты изменения содержания лактозы в процессе
хранения представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Изменение содержания лактозы в молочной сыворотке творожной
в процессе хранения
Продолжительность хранения, ч
Содержание лактозы
(мас. %)
12
4,7
24
4,2
36
3,8
48
3,5
60
3,0
72
2,5
84
1,8
Из данных таблицы 2 следует, что в процессе хранения происходит снижение содержания
лактозы с 4,7 % до 1,8 % в течение 84-х ч. Лактоза, как наименее устойчивый компонент,
подвергается ферментативному гидролизу и расщепляется.
На основании проведенных исследований установлено:
- молочная сыворотка творожная, полученная в процессе производства творога, имеет
следующий химический состав, %: сухие вещества – 7,0 ±0,1; в том числе жир – 0,90 ± 0,10;
белки – 0,8 ±0,1; лактоза – 4,7±0,1; зола – 0,6 ± 0,1 ,
- молочная сыворотка творожная является полноценной средой для развития молочнокислых
бактерий, а значит, возможно проведение процесса ферментации и ее использование в качестве
сырья для производства мармелада,
- в молочной сыворотке в процессе хранения в течение 84-х ч происходит развитие
молочнокислых бактерий от 4,5х102 до 8,4 х105. По истечении 72-х ч хранения обнаружены
плесени, и по истечении 84-х ч обнаружены бактерии группы кишечной палочки.
- в молочной сыворотке в процессе хранения в течение 84 ч происходит снижение
содержания лактозы с 4,7 % до 1,8 % и увеличение титруемой кислотности.
Таким образом, необходимо установить хранимоспособность молочной сыворотки
творожной с учетом полученных данных.
Из анализа литературных данных [3, 4] и имеющихся рекомендаций специалистов [5], по
способам удлинения сроков хранения молочной сыворотки существуют: тепловая обработка,
консервирование с использованием консервантов, сгущение, криоконцентрация и другие способы.
В работе исследованы два способа, которые не требуют использования дополнительного
оборудования и сырья.
Первоначально изучали действие тепловой обработки при температуре 72+1 0С с
выдержкой 15-20 секунд. Низкотемпературная пастеризация и низкая кислотность сыворотки
(ниже 20 0С) предотвращают тепловую коагуляцию сывороточных белков. Эксперимент
проводился по следующей схеме: молочную сыворотку творожную пастеризовали в лабораторных
условиях на водяной бане, а в производственных условиях в ванне ВДП-100 или в заквасочнике
емкостью 30 л. Затем сыворотку охлаждали и хранили при температуре 2-4 0С. Периодичность
отбора проб для исследования 24 часа. Результаты исследования изменения кислотности
приведены на рисунке 2.
Из данных, приведенных на рисунке 2, следует, что низкотемпературная тепловая
обработка позволяет сохранить сыворотку молочную до 2-3-х суток, дальнейшее хранение не
рекомендуется, так как резко ухудшаются органолептические показатели. К концу срока хранения
сыворотка приобретает кислый, затхлый вкус, цвет её становится мутным.
Рисунок 2 – Динамика изменения кислотности молочной сыворотки
творожной пастеризованной
Также был исследован второй способ увеличения сроков хранения молочной сыворотки
творожной – её низкотемпературная обработка. В научных трудах А.Г. Храмцова указана
температура замерзания молочной сыворотки минус 0,508 0С. В работе исследован мягкий режим
замораживания сыворотки при температуре минус 4 0С. Для изучения качественных показателей
от блоков замороженной молочной сыворотки творожной отбиралась средняя проба, отеплялась
(размораживалась) по режиму повышения температуры пробы на 1-2 0С в течение 20-30 мин, что
позволило сохранить консистенцию сыворотки без значительных изменений. Данные по
исследованию динамики изменения титруемой кислотности приведены на рисунке 3.
Рисунок 3 – Динамика изменения титруемой кислотности молочной сыворотки
творожной в процессе низкотемпературного хранения
Графическую зависимость значения титруемой кислотности от продолжительности хранения,
приведенную на рисунке 3, можно разбить на три участка, соответствующие этапам хранения, в процессе
которых наблюдается различный темп изменения химических свойств молочной сыворотки.
I этап (хранение до 10-ти суток) – наблюдается незначительное повышение титруемой кислотности
на 4,0 ± 1,0 0Т. Это следует объяснить тем, что при температуре минус 4 0С жизнедеятельность микрофлоры
ослабляется вследствие изменения состояния влаги, которая частично перешла в кристаллическое состояние.
II этап (хранение до 20-ти суток) – титруемая кислотность повышается более интенсивно, на 20 0Т.
Данное явление следует объяснить жизнедеятельностью микроорганизмов, входящих в состав закваски,
используемой в производстве творога, сумевших адаптироваться к низкотемпературным условиям хранения, а
также развитием остаточной посторонней микрофлоры, использующей химические вещества сыворотки, как
благоприятную среду для жизнедеятельности.
III этап (хранение до 30-ти суток) – отличается резким повышением титруемой кислотности до 58
0
Т, что исключает возможность её повторной тепловой обработки после размораживания. Так же снижаются
органолептические показатели сыворотки, к концу хранения она приобретает кислый, посторонний вкус.
Дальнейшее хранение сыворотки нецелесообразно.
Таким образом, изучив хранимоспособность молочной сыворотки творожной, определено,
что целесообразно молочную сыворотку творожную пастеризовать при температурном режиме (72+1 0С) с
выдержкой 15-20 секунд. Рекомендуется два режима хранения молочной сыворотки творожной:
краткосрочный (до 2-3 суток) при температуре 2-4 0С; длительный (до 10-15 суток) при температуре минус
4 – минус 6 0С.
Литература
1 Фокин В.Н. Системы экологического менеджмента предприятий и их сертификация // Пищевая
промышленность. – 2007.- № 7.- С. 19-22.
2 Мануйлова Т.А., Панков Н.Ф. Основные направления деятельности по повышению уровня экологизации
предприятие // Пищевая промышленность.- 2007.- № 7.-С. 16-19.
3 Евдокимов И.А., Дыкало Н.Я., Володин Д.Н., Поверин А.П., Пермяков А.В. Деминерализация подсырной
соленой сыворотки методом электродиализа //Научно-технический и промышленный журнал. Молочная
промышленность.-2006.-№6.-С.28-29.
4 Храмцов А.Г., Евдокимов И.А., Варданян Г.С, Терновой А.И. Деминерализация лактозосодержащего
сырья методом электродиализа // Обзорная информация. Сер. Молочная промышленность.М.:АгроНИИТЭИММП, 1992.
5 Храмцов А.Г. Рыночная концепция полного и рационального использования молочной сыворотки
//Научно-технический и производственный журнал. Молочная промышленность.- 2006.-№ 6.- С.7-12.
Қорытынды
Берілген мақалада сүт сарысуын сақтау кезінде жүретін процесстер қарастырылған, ірімшікті сүт
сарысуы қолданылған. Сүт сарысуы микроағзалардың дамуы үшін жақсы орта болып табылады. Сүт
сарысуын сақтауға қабілеттігін оқи отырып, сүт сарысуының пастирлеу барысында температуралық
режимде (72+10С) 15-20 секундта ұстап тұру мүмкіндігіне ие. Ірімшікті сүт сарысуын екі режимде сақтау
ұсынылады: 2-40С температурада қысқамерзімді (2-3 тәулікке дейін); минус 4 – минус 6 0С температурасында
ұзақ мерзімді (10-15 тәулікке дейін).
Summary
In given clause processes occuring have been considered at storage of dairy whey. Dairy whey cottage
cheese was used. Dairy whey is the good environment for development of microorganisms. Having studied ability of
dairy whey to storage, it is established, that expediently dairy whey to pasteurize at a temperature mode (72+1 0С) with
endurance of 15-20 seconds. It is recommended two modes of storage of dairy whey cottage cheese: short-term (till 2-3 day) at
temperature 2-4 0С; long (till 10-15 day) at temperature a minus 4 - a minus 6 0С.