Аннотация

Аэрированные продукты пользуются популярностью во всем мире. Они широко представлены в ассортименте глобального продовольственного рынка, в том числе и в Российской Федерации. Особо любимы среди них молочные продукты с пенной структурой. Молочные белки традиционно добавляют для стабилизации различных пищевых продуктов, в том числе и с пенной структурой. Работа посвящена исследованию влияния изменения концентрации белков обезжиренного молока на пенообразующие свойства концентратов. Изучена зависимость различных концентраций белков (от 3,4 до 16,0 %) восстановленного обезжиренного молока (9,2 %) и пенообразующих свойств молочно-белковых концентратов, полученных ультрафильтрацией. Количественно оценена возможность их практического применения в качестве основы аэрированных продуктов. Качество готовой пены оценивали по пенообразующим характеристикам и устойчивости пены. Распределение пузырьков белковой пены по размерам моделировали с использованием распределения Эрланга. По моделированию более устойчивыми являлись пены белковых растворов с концентрацией от 12 %. Концентраты с самым высоким содержанием белка (16 %) имели не только большую вспениваемость, но и большую стабилизирующую характеристику. Плотность белковых образцов также увеличивалась с увеличением концентрации белков. Характеристики пенообразования белковых растворов (кратность и плотность полученной пены) увеличивались с увеличением концентрации белков. Стабильность пенной структуры оценивали по времени полураспада пенного объема и среднему диаметру пузырьков пены белковых растворов. Наиболее стабильными были пены с наибольшим содержанием белков в концентрате. Концентраты белков из восстановленного обезжиренного молока уступают в пенообразующих характеристиках концентратам из молока, не подверженного сушке. Тем не менее, полученные результаты позволяют утверждать, что восстановленное обезжиренное молоко и концентраты его белков идеально подходят для производства аэрированных молочных продуктов, поскольку обеспечивают им как хорошую вспениваемость, так и стабильность.

Ключевые слова

Молочная пена, белковый концентрат, обезжиренное молоко, устойчивость

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Patino, J. M. R. Implications of interfacial characteristics of food foaming agents in foam formulations / J. M. R. Patino,C. C. Sanchez, M. R. R. Nino // Advances in Colloid and Interface Science. – 2008. – Vol. 140, № 2. – P. 95–113. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cis.2007.12.007.
2. Dickinson, E. Hydrocolloids as emulsifiers and emulsion stabilizers / E. Dickinson // Food Hydrocolloids. – 2009. –Vol. 23, № 6. – P. 1473–1482. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2008.08.005.
3. Edible foam based on Pickering effect of probiotic bacteria and milk proteins / C. Yucel Falco, X. Geng, M. Cárdenas[et al.] // Food Hydrocolloids. – 2017. – Vol. 70. – P. 211–218. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2017.04.003.
4. Physico-chemical factors controlling the foamability and foam stability of milk proteins: Sodium caseinate and wheyprotein concentrates / K. G. Marinova, E. S. Basheva, B. Nenova [et al.] // Food Hydrocolloids. – 2009. – Vol. 23, № 7. – P. 1864–1876. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2009.03.003.
5. Prosekov, A. Yu. Nutritional features of indigenous peoples of Siberia and North America: are we relatives? /A. Yu. Prosekov, S. А. Ivanova // Journal of Ethnic Foods. – 2018. – Vol. 5, № 3. – P. 155–160. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jef.2018.07.002.
6. Dickinson, E. Food emulsions and foams: Stabilization by particles / E. Dickinson // Current Opinion in Colloid andInterface Science. – 2010. – Vol. 15, № 1–2. – P. 40–49. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cocis.2009.11.001.
7. Designing Multiscale Structures for Desired Properties of Ice Cream / J. F. Crilly, A. B. Russell, A. R. Cox [et al.] //Industrial and Engineering Chemistry Research. – 2008. – Vol. 47, № 17. – P. 6362–6367. DOI: https://doi.org/10.1021/ie701773z.
8. Formation and stability of food foams and aerated emulsions: Hydrophobins as novel functional ingredients / A. J. Green,K. A. Littlejohn, P. Hooley [et al.] // Current Opinion in Colloid and Interface Science. – 2013. – Vol. 18, № 4. – P. 292–301.DOI: https://doi.org/10.1016/j.cocis.2013.04.008.
9. Campbell, G. M. Creation and characterisation of aerated food products / G. M. Campbell, E. Mougeot // Trends in FoodScience and Technology. – 1999. – Vol. 10, № 9. – P. 283–296. DOI: https://doi.org/10.1016/S0924-2244(00)00008-X.
10. Möbius, D. Proteins at liquid interfaces. Volume 7 / D. Möbius, R. Miller. – Amsterdam : Elsevier, 1998. – 497 p.
11. Иванова, С. А. Интенсификация технологий аэрированных молочных продуктов / С. А. Иванова, А. Ю. Просеков.– Кемерово : Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 2011. – 240 с.
12. Foaming properties of skim milk powder fortified with milk proteins / L. P. Martínez-Padilla, V. García-Mena,N. B. Casas-Alencáster [et al.] // International Dairy Journal. – 2014. – Vol. 36, № 1. – P. 21–28. DOI: https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2013.11.011.
13. Murray, B. S. Stabilization of bubbles and foams / B. S. Murray // Current Opinion in Colloid and Interface Science. –2007. – Vol. 12, № 4–5. – P. 232–241. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cocis.2007.07.009.
14. Differences between protein and surfactant foams: microscopic properties, stability and coarsening / A. Saint-Jalmes,M.-L. Peugeot, H. Ferraz [et al.] // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2005. – Vol. 263, № 1–3. –P. 219–225. DOI: https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2005.02.002.
15. Ivanova, S. A. Stochastic modeling of protein solution foaming process / S. A. Ivanova, V. A. Pavskii // Theoreticalfoundations of chemical engineering. – 2014. – Vol. 48, № 6. – P. 848–854. DOI: https://doi.org.10.1134/S0040579514040198.
16. Temperature effect on foamability, foam stability, and foam structure of milk / K. Oetjen, C. Bilke-Krause, M. Madani[et al.] // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2014. – Vol. 460. – P. 280–285. DOI: https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2014.01.086.
17. Effect of milk homogenization and foaming temperature on properties and microstructure of foams from pasteurizedwhole milk / K. Borcherding, W. Hoffmann, P. C. Lorenzen [et al.] // LWT – Food Science and Technology. – 2008. – Vol. 41,№ 10. – P. 2036–2043. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2007.11.020.
18. The influence of temperature on the foaming of milk / S. Kamath, T. Huppertz, A. V. Houlihan [et al.] // InternationalDairy Journal. – 2008. – Vol. 18, № 10–11. – P. 994–1002. DOI: https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2008.05.001.
19. Kamath, S. Relationship between surface tension, free fatty acid concentration and foaming properties of milk /S. Kamath, A. Wulandewi, H. C. Deeth // Food Research International. – 2008. – Vol. 41, № 6. – P. 623–629. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2008.03.014.
20. Huppertz, T. Foaming properties of milk: A review of the influence of composition and processing / T. Huppertz// International Journal of Dairy Technology. – 2010. – Vol. 63, № 4. – P. 477–488. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.2010.00629.x.
21. Effects of manufacturing conditions on the foaming properties of milk and sensory characteristics of foamed milk /S. Hatakeyama, M. Akiyama, R. Yoneyama [et al.] // LWT. – 2019. – Vol. 99. – P. 555–561. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.09.082.
22. Abascal, D. M. Surface tension and foam stability of commercial calcium and sodium caseinates /D. M. Abascal, J. Gracia-Fadrique // Food Hydrocolloids. – 2009. – Vol. 23, № 7. – P. 1848–1852. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2009.02.012.
23. Borcherding, K. Effect of protein content, casein-whey protein ratio and pH value on the foaming properties of skimmedmilk / K. Borcherding, P. C. Lorenzen, W. Hoffmann // International Journal of Dairy Technology. – 2009. – Vol. 62, № 2. –P. 161–169. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.2009.00472.x.
24. Milk whey proteins and xanthan gum interactions in solution at the air-water interface: a rheokinetic study / A. A. Pérez,C. C. Sánchez, J. M. R. Patino [et al.] // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. – 2010. – Vol. 81, № 1. – P. 50–57. DOI: https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2010.06.021.
25. Направленный ферментолиз белков молочной сыворотки / К. А. Берёзкина, Е. Ю. Агаркова, В. Г. Будрик [и др.] //Переработка молока. – 2014. – Т. 177, № 7. – С. 20–22.
26. Enhanced foaming and emulsifying properties of high-pressure-jet-processed skim milk / C. A. Hettiarachchi,M. Corzo-Martínez, M. S. Mohan [et al.] // International Dairy Journal. – 2018. – Vol. 87. – P. 60–66. DOI: https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2018.06.004.
27. Phan, C. Dynamic adsorption of beta-casein at the gas–liquid interface / C. M. Phan, A. V. Nguyen, G. M. Evans // FoodHydrocolloids. – 2006. – Vol. 20, № 2–3. – P. 299–304. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2005.03.019.
28. Foegeding, E. A. Factors determining the physical properties of protein foams / E. A. Foegeding, P. J. Luck, J. P. Davis //Food Hydrocolloids. – 2006. – Vol. 20, № 2–3. – P. 284–292. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2005.03.014.
29. Иванова, С. А. Стохастические модели технологических процессов переработки дисперсных системобезжиренного молока / С. А. Иванова. – Кемерово : КемТИПП, 2010. – 123 с.
30. Просеков, А. Ю. Параметры аэрирования молочно-белковых концентратов / А. Ю. Просеков, С. А. Иванова //Молочная промышленность. – 2011. – № 8. – С. 40–42.
31. Иванова, С. А. Стохастическая модель работы пеногенератора на основе теории марковских процессов /С. А. Иванова, В. А. Павский, А. Ю. Просеков // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2010. – № 6. – С. 18–20.
32. Физико-химические методы анализа / В. Б. Алесковский, В. В. Бардин, Е. С. Бойчинова [и др.]. – Л. : Химия,1971. – 424 с.
33. Антипова, Л. В. Методы исследования мяса и мясных продуктов / Л. В. Антипова, И. А. Глотова, И. А. Рогов. –М. : Колос, 2001. – 376 с.
34. Барковский, В. Ф. Основы физико-химических методов анализа / В. Ф. Барковский, Т. Б. Городыщева,Н. Б. Топорова. – М. : Высшая школа, 1983. – 248 с.
35. Жданова, Е. Ф. Исследование белковых веществ коровьего молока методом электрофореза на фильтровальнойбумаге / Е. Ф. Жданова, И. Н. Влодавец // Биохимия. – 1959. – Т. 24, № 6. – С. 73–85.
36. Крусь, Г. Н. Методы исследования молока и молочных продуктов / Г. Н. Крусь, А. М. Шалыгина,З. В. Волокитина. – М. : Колос, 2000. – 368 с.
37. Krotov, V. V. A new method for studying foaminess / V. V. Krotov, A. G. Nekrasov, A. I. Rusanov // Colloid Journal. –2002. – Vol. 64, № 6. – P. 793–795.
38. Лабораторный практикум по общей технологии пищевых продуктов / З. Ф. Фалунина, И. А. Евницкая,Л. А. Виноградова [и др.]. – М. : Пищевая промышленность, 1978. – 271 с.
39. Кругляков, П. М. Пена и пенные пленки / П. М. Кругляков, Д. Р. Ексерова. – М. : Химия, 1990. – 432 с.
40. Иванова, С. А. Критерии оценки качества формирования газожидкостных дисперсных систем молочного сырья / С. А. Иванова // Техника и технология пищевых производств. – 2011. – Т. 21, № 2. – С. 33–38.
41. Ye, A. Interfacial composition and stability of emulsions made with mixtures of commercial sodium caseinate andwhey protein concentrate / A. Ye // Food Chemistry. – 2008. – Vol. 110, № 4. – P. 946–952. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.02.091.
42. Zhang, Z. Effect of pH and ionic strength on competitive protein adsorption to air/water interfaces in aqueous foamsmade with mixed milk proteins / Z. Zhang, D. G. Dalgleish, H. D. Goff // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. – 2004. – Vol. 34,№ 2. – P. 113–121. DOI: https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2003.11.009.
43. Sánchez, C. C. Interfacial, foaming and emulsifying characteristics of sodium caseinate as influenced by proteinconcentration in solution / C. C. Sánchez, J. M. R. Patino // Food Hydrocolloids. – 2005. – Vol. 19, № 3. – P. 407–416. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2004.10.007.