Исследование процесса дезодорирования молока

Технология удаления неприятных запахов и привкусов из молока знакома далеко не многим и специалистам нашей компании приходится постоянно доносить информацию, о том, что есть такая «чудо-машина», которая и удаляет из молока все вкусообразующие компоненты, которые влияют на качество готового продукта.

Начнем с понятия - дезодорирование молока, под которым понимают вакуумную дегазацию пищевых жидкостей в процессе тепловой обработки с целью удаления посторонних запахов, привкусов и растворенных газов, в следствие чего улучшаются органолептические показатели молока после дезодорирования. Дезодоратор молока может быть установлен на участке приемки молока и в аппаратном цехе. Для эффективного проведения процесса дезодорирования, молоко предварительно необходимо нагреть до температуры 55…60 градусов, обычно это происходит в первой секции регенерации (при условии, что дезодоратор входит в состав пастеризационно-охладительной установки) или в теплообменнике. Предварительно подогретое молоко поступает на распылитель продукта, расположенный внутри дезодорационной емкости. С помощью распылителя осуществляется мелкодисперсный распыл струи молока. Степень распыла регулируется, изменением необходимого зазора в распылителе. Уровень в дезодорационной емкости поддерживается автоматически. В дезодораторе постоянно поддерживается определенная степень разрежения воздуха с помощью водокольцевого вакуумного насоса. Газ, выделившийся из продукта с посторонними запахами, откачивается вакуумным насосом, проходит через выносной водяной теплообменник-конденсатор, где происходит его охлаждение и далее выбрасывается вакуумным насосом наружу. На выходе из дезодоратора имеется смотровое стекло, которое служит для визуализации потока. Управление дезодоратором может осуществляться с локального или единого пульта управления, с которого осуществляется управление пастеризационно-охладительной установкой, дезодоратором, гомогенизатором и при необходимости сепаратором.

Специалисты компании КР-Тех провели мониторинг среди производителей пищевого технологического оборудования как на российском, так и зарубежном рынке. В результате мы получили следующие данные: в России около 8 производителей дезодораторов, которые заявляют, что их оборудование выполняет функции по удалению неприятных привкусов и запахов. Но как оказалось, проблема скрыта в том, что ни в одном из вариантов дезодораторов в его составе не предусмотрен прибор, который бы сказал нам, что молоко на выходе стало чище на N% и его вкусовые качества изменились в N раз относительно входящему молоку-сырью. Вопрос: «Как доказать работоспособность дезодоратора?» - постоянно мучал специалистов нашей компании. А еще интереснее вопрос: «А Ваш дезодоратор точно сделает наше молоко вкуснее, и оно не будет пахнуть полынью и иметь горький вкус?». И хотя до недавнего времени, чтобы подтвердить изменение вкусовых показателей молока после процесса дезодорирования, мы могли доказать органолептическим способом, взяв пробы после пуско-наладочных работ.

В настоящее время мы можем предоставить реальные научно-обоснованные доказательства эффективности работы дезодоратора.

Сегодня – день технологий и постоянных технических прорывов, а мы до сих пор не поняли в числовом выражении, что дает нам дезодорирование молока – подумали мы и поставили перед собой цель провести научные исследования по работе нашего дезодоратора до конца 2018 г.

И мы направились в Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова с просьбой о содействии в решении нашей задачи: провести ряд сравнительных испытаний молока-сырья и нормализованного молока до дезодоратора и после него. В научных кругах имеется понятие сенсорного анализа пищевых продуктов, в том числе и молока. Идея о проведении исследования в институте всех заинтересовала и даже немного удивила, так как исследования такого характера – это большая редкость. И так наступил день, когда очередная установка дезодорационная производительностью до 20 000 л/час была смонтирована на одном из молочных заводов и готова к проведению пуско-наладочных работ на продукте. После первой выработки продукта были взяты образцы молока-сырья и нормализованного молока после дезодоратора и отправлены в холодном контейнере в Москву для проведения испытаний.

Целью проведения испытаний было определение органолептических показателей молока с помощью прибора «Электронный нос» с последующей дегустацией сырого молока и нормализованного молока специалистами – дегустаторами.

Ниже приведены научные заключения по двум проведенным испытаниям:

Для проведения мультисенсорных исследований на приборе «VOCmeter», из каждого анализируемого образца молока отбирали по три пробы. Для этого исследуемый образец помещали в специальные стеклянные емкости (виалы). Виалы плотно закрывали и термостатировали. По окончании времени термостатирования в виалы вводилась игла для автоматического отбора анализируемого газа, который поступал в прибор «VOCmeter». Результаты исследований представляются в виде профилограмм («визуального отпечатка» запаха).

Сущность метода заключается в способности сенсоров мультисенсорного прибора («электронный нос») улавливать выделяющиеся при нагревании с поверхности пробы молока летучие компоненты. При прохождении исследуемой смеси летучих компонентов над поверхностью сенсоров происходящие в чувствительном слое физико-химические изменения с помощью преобразователя превращаются в электронный сигнал, который передается на персональный компьютер.

Для работы в основном используют показания сенсоров MOS1- MOS4 прибора «электронный нос». Полученные сигналы сенсоров передаются на персональный компьютер и записываются в виде графиков в компьютерной программе «Argus». Для количественного и качественного измерения летучих компонентов аналитического газа полученные сигналы каждого из сенсоров MOS1-MOS4 прибора «электронный нос» обрабатывают методом главных компонент с помощью компьютерной программы «Argus». Метод главных компонент базируется на построении факторов – главных компонент, каждый из которых представляет линейную комбинацию исходных признаков. Первая главная компонента РС1 определяет такое направление в пространстве исходных признаков, по которому совокупность объектов (точек) имеет наибольший разброс (дисперсию). Вторая главная компонента РС2 строится с таким расчетом, чтобы ее направление было ортогонально направлению РС1, и она объясняла как можно большую часть остаточной дисперсии. Так как выделение главных компонент происходит в убывающем порядке с точки зрения доли объясняемой ими дисперсии, то признаки, входящие в первую главную компоненту с большими коэффициентами оказывают максимальное влияние на дифференциацию изучаемых объектов.

Особенностью данного метода является низкий предел обнаружения летучих компонентов, характеризующих особенности запаха молочного сырья. Преимуществами метода является отсутствие сложной подготовки проб и расхода реагентов, быстрота проведения анализа (для исследования одного образца требуется 20 минут) и др.

Результаты исследования с использованием мультисенсорного прибора («электронный нос») приведены на рис. 1-2 и табл. 1-2.

Рис. 1. «Визуальные отпечатки» запаха в образцах – испытание №1

Табл. 1. Площади «визуальных отпечатков» запаха образцов молока – испытание №1

Испытание 2.

Рис. 2. «Визуальные отпечатки» запаха в образцах - испытание №2

Табл. 2. Площади «визуальных отпечатков» запаха образцов молока – испытание №2

Сравнительные мультисенсорные исследования (№1 и №2) показали, что концентрация ароматических веществ в нормализованном молоке ниже по сравнению с сырым молоком, о чем свидетельствуют площади «визуальных отпечатков» запаха, характеризующие его интенсивность. Показания сенсоров м1 и м4, характеризующие содержание в газовой фазе альдегидов и кетонов, которые зачастую и обуславливают неприятные запахи в молоке, меньше в нормализованной смеси после дезодорации по сравнению с сырым молоком.

Одновременно с мультисенсорным анализом проводился анализ на органолептические показатели. Данные мультисенсорных исследований согласуются с результатами органолептической оценки, представленных в табл. 2.1

Табл. 2.1. Органолептические исследования

ООО «КР-Тех» 

Авторы: