Хімічний склад, хімічні властивості, хімічні методи дослідження

 

Розділ 2. Хімічний склад, хімічні властивості, хімічні методи дослідження

2.1. Хімічний  склад

 

Харчова цінність сметани  визначається вмістом у ній поживних речовин: білків, жирів, вуглеводів, а також мінеральних речовин і вітамінів.

З кисломолочних продуктів сметана  виділяється не тільки високими смаковими властивостями, але і підвищеною харчовою та енергетичною цінністю. Хімічний склад та енергетична цінність показані на декількох видах сметани з масовою часткою жиру 10%, 20%, 25% і 30%.

Незалежно від жирності, у складі сметани містяться такі необхідні для нашого організму вітаміни і мікроелементи як А, Е, С, H, D, вітаміни групи B, велика кількість мінеральних речовин – калію, кальцію, магнію, натрію, заліза, фосфору, хлору та ін.. Також сметана багата білками, жирами і вуглеводами, в ній достатня кількість води, сахаридів, органічних і ненасичених жирних кислот, золи і холестерину.

Свої корисні властивості сметана  набуває завдяки молочнокислим бактеріям, до того ж, при заквашування вершковий і молочний білки повністю змінюють свою структуру, стаючи легкими для засвоєння нашим організмом. Таким чином, сметана сприятливо впливає на процеси травлення, так само як і інші молочнокислі продукти: кефір, йогурт, кисле молоко.

Сметану виробляють резервуарним способом. Сметану з масовою часткою  жиру до 20% допускається виготовляти  і термостатним способом. Сметану  з масовою часткою жиру 20%, 25% і 30% можна виробляти з гомогенізованих  вершків або вершків, не оброблених на гомогенізаторі, але які пройшли дозрівання перед сквашування.

Для виробництва сметани застосовують свіжі вершки різної жирності, а  також пластичні, заморожені, сухі, молоко незбиране, знежирене, сухе незбиране  вищого гатунку, сухе знежирене розпилювальної сушки і масло вершкове несолоне вищого сорту. В більшості випадків для виробництва сметани використовують натуральні свіжі вершки різної жирності з кислотністю плазми не вище 260 Т. Консистенція готового продукту в значній мірі залежить від вмісту в вершках сухих знежирених речовин, особливо білків. З підвищенням їх змісту сметана набуває більш густу консистенцію, збільшується щільність згустку, сповільнюється виділення з нього сироватки.

Технологічний процес виробництва  сметани резервуарним способом складається з 11 послідовних операцій. Схема технологічного процесу виробництва сметани зображена в додатку Б, схема технологічної лінії виробництва сметани - в додатку Г.

Прийняті вершки, молоко незбиране  та знежирене очищають від механічних домішок, охолоджують і зберігають до переробки при відповідних режимах. При використанні для вироблення сметани пластичних вершків або вершкового масла, їх поверхневий шар попередньо зачищають, розрізають на шматки масою до 2 кг і розплавляють.

Для цього вершки або масло завантажують у ванни з підігрітим до 50-600 ⁰С молоком або використовують правителі. Заморожені вершки звільняють від тари, роздрібнюють і розморожують. Сухі вершки, сухе незбиране молоко і знежирене розчиняють у воді при температурі 45-500 ⁰С, охолоджують до 4-60 ⁰С і витримують 3-4 години для найкращого розчинення.

Процес нормалізації проводять  з метою отримання стандартного по складу готового продукту. При внесенні закваски, приготовленої на знежиреному  або цілісному молоці, жирність вершків дещо знижується. Тому вершки нормалізують до жирності дещо більшою, ніж жирність сметани. Необхідну жирність вершків перед закваскою найчастіше визначають за спеціальними таблицями.

Підвищений вміст жиру у вершках має захисну дію  на бактерії, посилюючи їх термостійкість. У зв'язку з цим пастеризацію вершків ведуть при більш високих режимах в порівнянні з пастеризацією молока. Крім цього, високі режими пастеризації дають можливість отримати стійку сметану з густою консистенцією, зі специфічним запахом і «горіховим» присмаком. Пояснюється це тим, що під дією високих температур відбувається денатурація сироваткових білків, і вони разом з казеїном беруть участь в утворенні згустку, підвищуючи тим самим його щільність. Кількість денатурованих сироваткових білків збільшується з підвищенням температури пастеризації. Якщо при температурі 850 ⁰С денатурує близько 20% сироваткових білків, то при 950 ⁰С їх кількість досягає 60%. Поліпшуються також гідратаційні властивості казеїну. Він активніше зв'язує воду в період сквашування, що забезпечує щільну консистенцію продукту, що добре утримує сироватку. У вершках під дією високих температур утворюються вільні сульфгідрильні групи, летючі карбонільні з'єднання та інші хімічні речовини, що забезпечують специфічний смак і запах пастеризації. Враховуючи це, теплову обробку вершків проводять при температурі 90-960 ⁰С з витримкою 15-20с.

Для поліпшення якості продукту вершки перед закваскою піддають гомогенізації. У результаті відбувається диспергування жирових кульок зі збільшенням не тільки їх кількості, але і поверхні жирової фази. Це, в свою чергу, викликає утворення нових ліпопротеїнових оболонок, які пов'язують додаткову кількість вільної вологи. В результаті підвищується в'язкість сметани і поліпшується її консистенція. Сметану з масовою часткою жиру 20% виробляють тільки з повністю гомогенізованих вершків. При виробництві сметани більшої жирності можна гомогенізувати не всі кількість вершків, а їх певну частину. Так, для сметани з масовою часткою жиру 25% часткової гомогенізації піддають 70-80%, для сметани 30% жирності ця частина становить 50-70% від загальної кількості вершків. Гомогенізовану частину вершків змішують з негомогенізованою в ємності для квашення.

Ефективність гомогенізації  вершків залежить від температури і тиску при даній операції. З підвищенням температури вершків зменшується їх в'язкість, в результаті дроблення жирових кульок протікає більш інтенсивно. У зв'язку з цим нормалізовані вершки гомогенізують при температурі 50-700 ⁰С. Для посилення ефективності процесу рекомендується направляти в гомогенізатор вже пастеризовані вершки, а потім охолодити їх до температури заквашування.

З підвищенням тиску  гомогенізації збільшується в'язкість  сметани, проте ця залежність існує  до певних меж. Так, найкраща консистенція сметани з масовою часткою жиру 30% досягається при гомогенізації під тиском 10 МПа. З підвищенням масової частки жиру у вершках слід при гомогенізації зменшити тиск, інакше може статися дестабілізація молочного жиру. Вершки, отримані в осінньо-зимовий період, жир яких містить підвищену кількість тугоплавких тригліцеридів, необхідно гомогенізувати також при зниженому тиску.

Гомогенізувати вершки для сметани 20 - і 25% жирності можна як при одноступеневому, так і двохступеневому режимі. Для сметани 30% жирності вершки гомогенізують тільки при одноступеневому режимі.

 

2.2. Хімічні властивості

 

Значний вміст молочного  жиру, сприятливо збалансованого за жирнокислотним складом, у вигляді легко засвоюваних  жирових кульок надає особливу цінність сметані як продукту харчування. Повноцінні білки сметани містять всі незамінні амінокислоти, грають важливу роль у формуванні структурно-механічних властивостей продукту. Завдяки змінам, що відбуваються з білковою частиною в процесі сквашування, сметана засвоюється організмом повніше і легше, ніж вершки відповідної жирності. При сквашивании вершків відбувається частковий гідроліз білка з утворенням вільних амінокислот і гліколіз глюкози, з'являються метаболіти, які змінюють біофізичну структуру міцел казеїну і біоактивності мінеральних солей. До того ж коагуляція казеїну відбувається з утворенням ніжних пластівців, значно поліпшують перетравність білків.

За змістом біологічно активного білково-лецитинових комплексу  оболонок жирових кульок зі сметаною не може зрівнятися жоден молочний продукт. Особливу цінність в ньому представляють фосфоліпіди - лецитин, холін, сфінгоміелін, які нормалізують холестериновий обмін, формування і розвиток у дітей нервової тканини і речовини головного мозку.

При оцінці харчової цінності сметани значне місце належить молочному цукру - лактози, як джерела енергії, і продукту харчування молочнокислих бактерій при сквашивании продукту.

У сметані містяться  всі вітаміни, наявні в молоці, при  цьому жиророзчинних вітамінів A, D, Е, особливо необхідних для нормального росту дітей і підвищення захисних властивостей організму, в 5-10 разів більше, ніж водорозчинних.

Молочнокислі бактерії, що входять до складу закваски, здатні синтезувати вітаміни (особливо групи  В), що сприяє підвищенню біологічної цінності продукту. Так, культури молочнокислого стрептокока підвищують в сметані зміст тіаміну (B1) на 14% і рибофлавіну (В2) - на 10,2%; а комбінація культур молочнокислого і вершкового стрептокока підвищує вміст фолієвої кислоти більш ніж на 20,0%.

Мінеральні речовини складають в сметані 0,5-0,6%. Вони представлені у вигляді легкозасвоюваних солей  натрію, калію, кальцію, фосфору, магнію, заліза і багатьох інших мікроелементів. Вміст більшості мінеральних  речовин в сметані дещо збільшується з пониженням її жирності.

Кількість молочнокислих  мікроорганізмів КУО в 1 г продукту протягом терміну придатності - не менше 107.

Харчова та енергетична  цінність сметани представлена в  таблиці 2; вміст мінеральних речовин - в таблиці 3; вміст вітамінів - у  таблиці 4.

Аналізуючи дані таблиць, можна сказати, що сметана, містить  комплекс корисних для здоров'я речовин.

Поряд з традиційними заквасками у виробництві сметани  застосовують ацидофільну паличку, вона легше приживається в кишечнику  людини, має сильні антибіотичними властивостями, виробляє антибіотик низин. Така сметана використовується в процесі лікування дитячої грудної астми і благотворно діє на нервову систему та обмін речовин.

З вищесказаного можна  зробити висновок, що сметана, є продуктом, що дає людині найбільшу кількість енергії.

 

2.3. Хімічні методи дослідження

 

Фізико-хімічні дослідження були спрямовані на визначення якості продукту та його відповідності нормативним документам.

Проба на крохмал: до досліджуваного продукту додаємо декілька крапель(2-3) розчину Люголя. Якщо продукт набуває синього забарвлення, це свідчить про те, що він містить крохмал.

Проба на пероксидазу  згідно з ГОСТ 3623-73: Молоко и молочные продукты.:До досліджуваного продукту додаємо парафенілдиамін солянокислий, зміна забарвлення на темно-синє свідчить про те, що пастеризація вихідної сировини, вершків, проведена з порушенням технологічного режиму, або з недотриманням санітарно-гігієнічних норм.

Кислотність сметани визначали методом титруванням по ГОСТ 3624-92. Метод заснований на нейтралізації кислот, що містяться в продукті, розчином гідроокису натрію в присутності індикатора фенолфталеїну.

У склянці зважували 5 г продукту. Ретельно перемішували скляною паличкою, поступово додаючи до нього 30 мл води.

Кислотність визначають наступним чином: в колбі місткістю 100 або 250 мл відважують 5 г продукту, додають 30 см води і три краплі фенолфталеїну. Суміш ретельно перемішують і титрують розчином гідроокису натрію до появи слабо-рожевого забарвлення, яке не зникає протягом 1 хв.

Кислотність в градусах Тернера знаходять множенням об'єму, розчину гідроокису натрію, витраченого на нейтралізацію визначеного об'єму сметани, на коефіцієнт 20.

Межа допустимої похибки  результату вимірювань при прийнятої  довірчої ймовірності = 0,95 становить  ± 2,3 ° Т.

Розбіжність між двома  паралельними вимірами не повинно перевищувати 3,2 ° Т.

За остаточний результат  вимірювання приймають середньоарифметичне  значення результатів двох паралельних  визначень, округляючи результат до другого десяткового знака. При  більшій розбіжності випробування повторюють з чотирма паралельними визначеннями. При цьому розбіжність між середнім арифметичним значенням результатів чотирьох визначень і будь-яким значенням з чотирьох результатів визначення не повинно перевищувати 2,3 ° Т.

Виявлення фальсифікації сметани в домашніх умовах

У домашніх умовах можна  відрізнити справжню  сметану від  фальсифікованої. Покладіть чайну  ложку  сметани у склянку з  гарячою водою, якщо продукт якісний  –сметана розчиниться без  осаду. Якщо сметана осяде або утворяться грудочки – у продукті є домішки.

 

Розділ 3. Результати досліджень

 

У дослідженні взяли  участь 3 зразки  вітчизняної сметани жирністю 15%: President, "Слов’яночка "," Простоквашино ".

Маркування та упаковка особливих зауважень не викликали. Але ось результати перевірки в лабораторії :

1. Проба на крохмал: за допомогою розчину Люголя фальсифікації крохмалом не виявлено!
2. Проба на пероксидазу: «Слов’яночка» - найменше проявилося темно-синє забарвлення, «Простоквашино»- зміна забарвлення на синє, «Президент»-темно-синє забарвлення. Зміна забарвлення на темно-синє свідчить про те, що пастеризація вихідної сировини, вершків, проведена з порушенням технологічного режиму, або з недотриманням санітарно-гігієнічних норм.
3. Виявлення фальсифікації сметани в домашніх умовах: «Слов’яночка»-добре розчинилась у воді, «Простоквашино»-розчинилась гірше, утворились грудочки, «Президент»-погано розчинилась, утворились грудочки.