Технология молока и молочных продуктов
Теоретическая сущность процесса коагуляции
жүктеу/скачать 3,36 Mb.
|
Крусь Г.Н., Храмцов А.Г., Волокитина З.В., Карпычев С.В. Технология молока и молочных продуктов
| Теоретическая сущность процесса коагуляции. В настоящее время существует две теории сычужной коагуляции казеина: фосфоамидазная (проф. П.Ф. Дьяченко) и гидролитическая.
П.Ф. Дьяченко считает, что на первой стадии происходит разрыв одной из двух связей остатков фосфорной кислоты с казеином, а именно фосфоамидной связи. При этом в параказеине освобождаются щелочные гуанидиновые группы аргинина и гидроксильные группы фосфорной кислоты. На второй стадии гидроксильные группы фосфорной кислоты связывают ионы кальция и создают «кальциевые мостики» между мицеллами параказеина, образуется сгусток. Сторонники гидролитической теории считают, что на первой стадии, под действием молокосвертывающего фермента происходит разрыв пептидной цепи х-казеина. В результате от мицеллы казеина отцепляется растворимый пептид, содержащий в своем составе углеводы (гликомакропептид). Гликомакропептиды имеют высокий отрицательный заряд. При их отщеплении от х-казеина уменьшается электрический заряд на поверхности мицелл казеина (параказеин), частично уменьшается гидратная оболочка, в результате снижается устойчивость мицелл. На второй стадии дестабилизированные мицеллы параказеина объединяются друг с другом за счет сил гидрофобного взаимодействия неполярных групп (пара-х-казеина), а также за счет электростатических связей положительно заряженных участков пара-х-казеина и отрицательно заряженных участков аs- и - казеинов. Существующие концепции не дают цельного представления о сычужной коагуляции, не связанны между собой и обладают рядом существенных недостатков. Так, первая концепция рассматривает механизм коагуляции с точки зрения первичной структуры и совершенно не учитывает факторов стабильности мицеллы казеина, в частности роль х-казеина как природного ПАВ, стабилизирующего мицеллу казеина. Вторая концепция не объясняет роли растворимых солей кальция на коагуляционной стадии свертывания молока. Г.Н. Крусь предлагает свою концепцию коагуляции казеина и дает следующее объяснение механизма действия молокосвертывающего фермента. В поверхностном слое мицеллы содержится много х-казеина.При этом та часть полипептидной цепи х-казеина, которая носит название пара-х-казеина и имеющая глобулярную структуру, связана с аs- и -казеинами в мицелле, а гликомакропептид (ГМП), имеющий нитевидную и разветвленную за счет углеводов структуру, развернут в сторону водной фракции (рис. ). ГМП имеет высокий отрицательный заряд и обладает сильными гидрофильными свойствами и в значительной степени усиливает гидратную оболочку мицелл казеина. На первой, ферментативной, стадии происходит сначала гидролиз полипептидной цепи х-казеина с образованием пара-х-казеина и гликомакропептида. Пара- х-казеин остается в составе мицеллы, а гликомакропептид отделяется от мицеллы и переходит в сыворотку. Отделение гликомакропептида приводит к нарушению гидратной оболочки мицеллы и возникновению структурных изменений мицеллы, вследствие чего нарушаются обладающие невысокой прочностью электростатические связи между фосфосериновыми и гуанидовыми группами аргинина в мицелле казеина с освобождением гидроксильных групп фосфорной кислоты и гуанидиновых групп аргинина (рис. ). Этот вывод подтверждается исследованиями П.Ф.Дьяченко, который методом кондуктометрического титрования установил, что при действии химозина на казеин происходит сдвиг изоточки казеина с рН 4,6–4,7 до рН 5,0–5,2 вследствие освобождения щелочных гуанидиновых групп аргинина. Однако коагуляции еще не происходит. От начала ферментативной стадии до стадии коагуляции проходит определенное время – лаг-период. Существование лаг-периода Г.Н. Крусь объясняет следующим образом. Контакту мицелл препятствует их одноименный электрический заряд, в значительной степени обусловленный гликомакропептидами и создающий энергетический барьер, который не может быть преодолен при столкновении частиц в результате броуновского движения. Поэтому стадия коагуляции не наступит до тех пор, пока гидролиз х-казеина, сопровождающийся отщеплением гликомакропептидов, не достигает такого уровня, при котором произойдет существенное снижение -потенциала и станет возможным непосредственный контакт между мицеллами параказеина. По данным различных исследователей, для начала коагуляции необходимо снижение -потенциала мицелл почти вдвое, при этом гидролиз х-казеина достигает 86 – 90%. На второй стадии, коагуляционной, гидроксильные группы фосфорной кислоты связывают ионы кальция и коллоидный фосфат кальция и создают «мостики» между мицеллами параказеина с образованием сгустка (рис. ). Не исключено, что на стадии коагуляции между мицеллами действуют силы гидрофобного взаимодействия неполярных групп пара х-казеина и электростатические связи между положительно заряженными участками пара х-казеина и отрицательно заряженными участками аs- и -казеинов. Установлено, что мицеллы казеина при формировании сгустка образуют тонкие нити, затем хлопья и в дальнейшем трехмерную сетчатую структуру. Сгусток напоминает губку с мельчайшими порами, в которых удерживаются другие составные части молока. Процесс сычужного свертывания В.П. Табачников условно делит на четыре периода: первый – индукционный период, включающий ферментативную стадию и стадию скрытой коагуляции (лаг-период); второй – стадия массовой коагуляции и структурообразования; третий – стадия образования и упрочения сгустка; четвертый – стадия синерезиса. В индукционный период (отрезок ОК) вязкость молока почти не изменяется, второй период характеризуется массовой агрегацией мицелл казеина и формированием пространственной структуры, вязкость резко повышается (отрезок КГ). В дальнейшем сгусток продолжает упрочняться, вязкость изменяется незначительно (отрезок ГС), затем после точки С начинается разрушение сгустка и вязкость уменьшается (рис. ). Готовность сгустка определяют следующим образом. Шпателем разрезают сгусток, затем плоской частью шпателя вдоль разреза приподнимают сгусток и по расколу судят о его свойствах. Если сгусток дает раскол с не расплывающимися, острыми краями, без образования хлопьев белка и с хорошо выделяющейся сывороткой светло-зеленого цвета, то он готов к разрезке. Неровный излом с мелкими кусочками сгустка и мутная беловатая сыворотка указывают на недостаточную прочностью сгустка. Более точным является определение готовности сгустка с помощью специальных приборов. Разработан сигнализатор СМГС-1 для автоматического определения готовности молочного сгустка к дальнейшей переработке. Прибор основан на измерении величины светового потока, проходящего от осветителя через молочную среду на фотоприемник. Величина светового потока зависит от плотности сгустка. По достижении заданной плотности сгустка загорается световой индикатор и подается сигнал. Слишком нежный и слишком прочный сгусток одинаково непригодны для дальнейшей обработки. В первом случае происходит значительный отход белка и жира в сыворотку и, следовательно, снижается выход продукта. Образование слишком прочного сгустка затрудняет постановку зерна, требует применения повышенных скоростей вращения режущего инструмента, что также приводит к получению неоднородного и излишне мелкого зерна и пыли. жүктеу/скачать 3,36 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|