Разработка технологии напитка из сыворотки

Проведение  анализа

    33 г сыворотки взвешивают с погрешностью ±0,05 г в стакане вместимостью 100 см ³. Сыворотку из стакана переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, смывают стакан несколько раз водой. Посредством пипеток прибавляют в колбу по 3 см³ растворов уксуснокислого цинка и железистосинеродистого калия. После прибавления каждого раствора содержимое колбы осторожно перемешивают во избежание образования пузырьков. Содержимое колбы доводят до метки дистиллированной водой, тщательно перемешивают и  спустя (8±2) мин фильтруют через сухой фильтр в сухую колбу. Отфильтрованную сыворотку заливают в кювету длиной            400 мм и измеряют угол вращения раствора на сахариметре. Кювету заполняют дважды раствором и каждый раз делают по 5 отсчетов по шкале сахариметра. Находят среднее арифметическое показание шкалы сахариметра.

    Обработка результатов

    Массовую  долю лактозы (Л) в сыворотке в  процентах вычисляют по формуле:

                                                    

                                                  (2.3)

    где Р – среднее арифметическое показание шкалы сахариметра, %. 

    2.2.5 Определение массовой доли лактозы в сыворотке йодометрическим методом

    Метод основан на способности лактозы  и других альдоз окисляться йодом в щелочной среде с образованием кислот. Для анализа используют безбелковый фильтрат.

    Аппаратура  и материалы

    Мерная  колба вместимостью 200 см³; мерный цилиндр вместимостью 100 см³; пипетки вместимостью 2, 5 и 10 см³; коническая колба вместимостью 250 см³; бюретки вместимостью 25 см³ с ценой деления              0,1 см³.

    Проведение  анализа

    В мерную колбу вместимостью 200 см³ пипеткой вносят 10 см³ сыворотки и цилиндром добавляют 100 см³ дистиллированной воды с температурой 20 ± 2 ◦С, смывая капли продукта с воронки. К содержимому колбы пипетками добавляют 4 см³ жидкости Фелинга I, 1,5 см³ раствора гидроксида натрия (C_Э = 1 моль/дм³) и 2 см³ 2%-ного раствора фторида натрия. После добавления каждого реактива содержимое колбы перемешивают круговыми движениями. Объем колбы доводят до метки дистиллированной водой с температурой 20 ± 2 ◦С. Колбу закрывают пробкой и несколько раз переворачивают для перемешивания раствора, пробку убирают. Колбу оставляют в покое на 10..15 мин. Затем ее содержимое фильтруют через сухой складчатый фильтр в коническую колбу вместимостью 200..250 см³. Первые 20..30 см³ фильтрата отбрасывают.

    Для определения массовой доли углеводов  в сыворотке берут две конические колбы вместимостью 200..250 см³ с притертыми пробками. В одну пипеткой вносят 10 см³ фильтрата (опытная проба), в другую – 10 см³ дистиллированной воды (контрольная проба). Затем в обе колбы из бюреток добавляют по 15 см³ раствора гидроксида натрия (C_Э = 0,1 моль/дм³) и, при непрерывном перемешивании содержимого, – по 10 см³ водного раствора йода (C_Э = 0,1 моль/дм³). Колбы закрывают пробками и помещают в темное место на 20 мин при комнатной температуре.

    После выдержки в обе колбы из бюретки  вносят по 5 см³ соляной кислоты (C_Э = 0,5 моль/дм³) и титруют выделившийся йод раствором тиосульфата натрия (C_Э = 0,1 моль/дм³). Титрование проводят в два этапа: в начале быстро, до появления светло-желтого окрашивания, чтобы максимально связать выделившийся йод, затем, после добавления 1 см³          1%-ного раствора крахмала и 2 капель метилоранжа, медленно, по каплям, до момента, когда от одной капли тиосульфата натрия вся смесь в колбе примет розовое окрашивание, связанное с наличием метилоранжа. При расчетах используют весь объем тиосульфата натрия, пошедшего на титрование пробы.

    Обработка результатов

    Массовую  долю углеводов в молочной сыворотке  рассчитывают по формуле:

                

(%),                 (2.4) 

    где ω – массовая доля лактозы,  %;

          Vо – объем тиосульфата натрия, пошедшего на титрование опытной            пробы, см³;

          Vк - объем тиосульфата натрия, пошедшего на титрование контрольной пробы, см³;

           0,01801 – масса лактозы, соответствующая  1 см³ раствора тиосульфата натрия, г;

           0,997 – коэффициент поправки на  объем осадка;

           m – объем сыворотки, соответствующий взятому фильтрату,                   m = 0,5 см³;

           100 – коэффициент пересчета в  процентах лактозы.

    После подстановки известных значений в формулу (2.4) она принимает вид:

                                   

   (%),                            (2.5) 

    2.2.6 Приготовление закваски для заквашивания творожной сыворотки с гидролизованной лактозой

    При проведении опытов использовали различные  культуры микроорганизмов (термофильный стрептококк + болгарская палочка, термофильный стрептококк, болгарская палочка, мезофильный лактококк)

    Готовим закваску на пастеризованном обезжиренном молоке. Для этого обезжиренное молоко нагреваем до t = 72±2◦С, выдерживаем 2-3 мин и охлаждаем до температуры заквашивания. Вносим закваску и ставим в термостат.

    Проводим  гидролиз лактозы в творожной  сыворотке при 50 ◦С. На           500 мл напитка вносим 0,3 – 0,35 г фермента. Полученную сыворотку  нагреваем  до 80 ◦С, чтобы инактивировать фермент, затем охлаждаем до температуры заквашивания, вносим 5 % закваски и термостатируем. Через каждые полчаса проверяем как нарастает кислотность. 

          2.3 Результаты экспериментов

      2.3.1Определение активности фермента β-галактозидазы

 Активность фермента β-галактозидазы определяем по формуле (7.1)

Продолжительность инкубации составила 30 мин,  количество фермента взятого для реакции  – 0,01 г. По результатам исследований:

          Т₀ = - 0,848◦С

           Т_к  = - 0,810◦С

, ед/г 

          2.3.2  Результаты направленного гидролиза лактозы в творожной сыворотке 

Таблица 2.1 – Температура замерзания творожной сыворотки при 45◦С 

 
 

Таблица 2.2 – Температура замерзания творожной сыворотки при 50◦С 
 

 

Таблица 2.3 – Температура замерзания творожной сыворотки при 55◦С 

 

Таблица 2.4 – Зависимость степени гидролиза лактозы от температуры гидролиза и точки замерзания 

 

    Анализ  полученных данных свидетельствует  о том, что при температуре  гидролиза 45°С и средней температуре замерзания 0,775°С, степень гидролиза лактозы достигла 30%. При температуре гидролиза 50°С и средней температуре замерзания 0,801°С, степень гидролиза лактозы достигла 57,5%, При температуре гидролиза 55°С и средней температуре замерзания 0,934°С, степень гидролиза лактозы достигла 34%. Следовательно, при температуре 50 °С гидролиз лактозы в молочной сыворотке будет протекать наиболее эффективно.

    Пользуясь полученными данными  можно  построить  график зависимости степени гидролиза  лактозы от температуры замерзания раствора (рис 2.1) и график изменения температуры замерзания во времени (рис.2.2).  
 

    Рисунок 2.1 – График зависимости степени гидролиза лактозы от температуры

 

Рисунок 2.2 – График изменения температуры замерзания молочной сыворотки во времени 
 
 
 
 

    2.3.3  Изучение нарастания кислотности в творожной сыворотке с гидролизованной лактозой, при использовании заквасок на основе различных культур молочнокислых микроорганизмов 

Таблица 2.5 – Нарастание кислотности в творожной сыворотке с гидролизованной лактозой с  закваской на основе термофильного стрептококка и болгарской палочки при t = 41◦С