сотрудник с 01.01.2025 по 01.01.2025
Кемерово, Кемеровская область, Россия
с 01.01.2007 по 01.01.2025
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина (Кафедра продуктов питания и пищевой биотехнологии, Заведующий кафедрой продуктов питания и пищевой биотехнологии)
сотрудник с 01.01.2002 по 01.01.2025
Омск, Омская область, Россия
ВАК 4.1.2 Селекция, семеноводство и биотехнология растений
ВАК 4.1.3 Агрохимия, агропочвоведение
ВАК 4.1.4 Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры
ВАК 4.1.5 Мелиорация, водное хозяйство и агрофизика
ВАК 4.2.1 Патология животных, морфология, физиология, фармакология и токсикология
ВАК 4.2.2 Санитария, гигиена, экология, ветеринарно-санитарная экспертиза и биобезопасность
ВАК 4.2.3 Инфекционные болезни и иммунология животных
ВАК 4.2.4 Частная зоотехния, кормление, технологии приготовления кормов и производства продукции животноводства
ВАК 4.2.5 Разведение, селекция, генетика и биотехнология животных
ВАК 4.3.3 Пищевые системы
ВАК 4.3.5 Биотехнология продуктов питания и биологически активных веществ
УДК 637.13 Обработка молока
Цель исследования – определить химический состав, физико-химические, сыропригодные свойства сырого молока коров Джерсейской породы. Исследования проводились в ОГАУ «Асиновское районное ветеринарное управление» и ОГАУ «Томская областная ветеринарная лаборатория», производственная лаборатория (г. Северск). Использовали стандартные и общепринятые химические, физико-химические методы исследований. Показаны результаты липолитичсеских свойств молока коров Джерсейской породы при различных режимах хранения. Молоко коров Джерсейской породы не обладает выраженной липолитической активностью, и сроки хранения сырого молока до переработки при низких температурах 2–4 °С можно продлить до 2 сут. Полученные значения свободных жирных кислот в молоке джерсейской породы подтвердило факт неизменных органолептических свойств во время хранения. Установили факт, что повышенное количество соматических клеток приводит к росту степени липолиза. Для снижения изменения качества сырого молока следует заготовлять молоко только от здоровых животных без признаков маститного. Коровье молоко от Джейсерской породы характеризовалось как молоко с низкой вероятностью к спонтанному липолизу. Получены результаты по влиянию режимов пастеризации на липолитические процессы в молоке. В пастеризованном молоке сумма свободных жирных кислот была ниже (60,4 мгэкв / 100 см3) по сравнению с сырым молоком (68,6 мгэкв/100 см3), что указывает на инактивации нативной липазы молока. Механическая обработка молока (гомогенизация) способствует образованию большого количества мелких жировых частиц, подверженных действию липаз с образованием большего количества свободных жирных кислот, что обусловливает лучшие вкусовые достоинства продукта. Использование молока коров породы Джерси в производстве сыров является перспективным и эффективным для получения высококачественной продукции. Отсутствие антибиотиков, патогенных микроорганизмов, соматических клеток свидетельствуют о безопасности молока для потребления и его пригодности для переработки на сыр.
сырое молоко, хранение, белок, жир, липолиз, пастеризация, гомогенизация
Введение. Российское сыроделие специализируется на выработке полутвердых сыров. Отдельные регионы России традиционно считаются сыродельными, поскольку имеют обширные природные ландшафты, богатые ценнейшим разнотравьем, обладают уникальной территорией для выпаса животных аграрного предназначения и получения биологически полноценного «горного» молока. Качество биологически ценного сыра определяется в полной мере полноценностью заготовляемого молока [1–5].
На фермах сельхозпроизводителей Асиновского района Томской области разводят Джерсейскую породу коров. Это редкий тип племенных животных для России, он появился с острова Джерси (Великобритания) благодаря работе селекционеров. Порода отличается от других пород как высокой продуктивностью: среднесуточный надой – 21,5–15 кг, в среднем 5 800 кг молока за один цикл лактации, так и качеством получаемого молока, которое характеризуется особыми сыропригодными свойствами с высокой долей казеина в общем составе белка и молочного полноценного жира. Поэтому молоко данной породы будет востребован не только на сыродельных заводах, но и на молочных комбинатах для производства цельномолочных продуктов высокой жирности [6–10].
Химический состав отличается содержанием жировых шариков на уровне 4,6–6,8 %, концентрация белка колеблется от 2,9 до 4,15 %, что определяется племенной линией. Например, у самой популярной голштино-фризской разновидности количество жировой фазы 3,8 %, концентрация казеина в среднем 3,18 %. Соотношение составных частей молока – жира и белка составляет от 1,51 осенью до 1,762 летом, что удостоверяет сбалансированность кормления животных, их продуктивность и оптимальный баланс ингредиентов молока, это подтверждает хорошую свертываемость и эффективность переработки сырья на сыр.
Использование молока коров Джерсейской породы в производстве сыров является перспективным и эффективным для получения высококачественной продукции. Отсутствие антибиотиков, патогенных микроорганизмов и низкое содержание токсичных элементов, пестицидов и радионуклидов свидетельствуют о чистоте молока для потребления и пригодности для получения сыра [1, 4, 11,12].
Известно, что сезонные и зоотехнические факторы могут отразиться на физико-химических показателях сырого молока. Кислотность как главный из существующих показателей указывает на возможность удовлетворительного развития молочнокислых бактерий с рекомендациями к выработке кисломолочных продуктов и сыров. Кислотность свежего молока прогнозирует снижение устойчивости мицелл казеина в молоке при тепловой обработке. В сыроделии большое значение имеет скорость коагуляции белков, это важный технологический фактор, от которого в дальнейшем зависит скорость цикла обработки сырного сгустка.
Цель исследования – определить химический состав, физико-химические, сыропригодные свойства сырого молока коров Джерсейской породы.
Объекты и методы. Исследование проводилось в ОГАУ «Асиновское районное ветеринарное управление» и ОГАУ «Томская областная ветеринарная лаборатория».
Изучали качество заготовляемого сырого коровьего молока в регионе сырьевой зоны сырзавода ООО «Сырная история» от молочных ферм и двух поставщиков ООО «Сибирское молоко», радиусом доставки около 10 км. В каждый период года определяли показатели качества молока на соответствие действующим нормативным документам ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко коровье сырое. Технические условия», ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции», ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». Кроме основных физико-химических, микробиологических показателей проводилась оценка сырого молока на сыропригодность. Изучали особенности составляющих ингредиентов молока коров Джерсейского типа, особенности компонентов в разные периоды года и устанавливали взаимосвязь между качеством молока и интенсивностью его переработки на сыр, качеством готового продукта.
Объектами исследований на разных этапах работы являлись:
– натуральное коровье молоко от коров Джерсейской породы молочной фермы сыродельного завода ООО «Сырная история», ООО «Сибирское молоко» радиусом доставки около 10 км в районе села Ягодное Асиновского района Томской области, полученное за год;
– натуральные полутвердые сычужные сыры Гауда с низкой температурой второго нагревания.
В ходе работы использовали стандартные и общепринятые химические, физико-химические методы исследований.
Отбор проб и подготовка их к анализу для физико-химических исследований производили с учетом рекомендаций нормативной документации ГОСТ 13928-84.
Анализ сухих веществ молока проводили по методике высушивания навески при 105 °С до постоянного веса, используя электронный влагоанализатор инфракрасного типа «Эвлас-2». Влажность сыров устанавливали с помощью прибора Чижовой, когда навеска продукта высушивается до массы, которая практически остается стабильной за три измерения. Анализ казеина проводили по рекомендациям, изложенным в методических указаниях технохимического контроля для молочной подотрасли [1, 2]. Уровень лактозы в молоке измеряли на рефрактометре ИРФ 454. По регламенту методики получали сычужную сыворотку [12–14]. Анализ на присутствие молочной кислоты осуществляли по степени насыщенности окраски в процессе реакции ацетальдегида с вератролом. Устанавливали показатель, используя прибор с длиной волны 540 нм. Пробу на соматические клетки получали путем модификации реологических свойств смеси молока с реактивом препарата «Мастоприм» на приборе Ekomilk Scan, устанавливая количество соматических клеток. Дозу сычужного фермента устанавливали на специальном приборе – «кружка ВНИИМС». Прочность сычужного сгустка является главным фактором способности молока к нейтрализации мицелл казеина.
Результаты и их обсуждение. Исследовали молоко коров молочного типа Джерсейской породы и проводили анализ его сыропригодности. Молоко коров этой породы располагает высокими качественными показателями, превышающими нормативные требования по количеству жировой фазы и белка, является бактериально чистым, получено от здоровых коров. Уровень содержания микроорганизмов, соматических клеток значительно ниже нормативных значений, регламентированных в ГОСТ. Анализ основных показателей по составу и свойствам показал безопасность сырого молока, высокое качество белка, а компонентный состав (массовая доля жировой фазы и белка) определял значительную массу конечного продукта.
По технологическим свойствам молоко характеризовалось отличной свертываемостью сычужным ферментом. Доля казеина – основного белка молока – определяет важные технико-экономические вопросы переработки и получения сыра. Для сыроделия наиболее пригодно молоко с высоким содержанием казеина и входящих фракций α, χ и β. Соотношение фракций в мицелле могут быть различными, но важна их сумма [6, 8,15]. Сумма фракций в белке молока имела высокое значение, которое составило по периодам заготовок молока более 92,6 % от общей доли белков при низком содержании γ-фракции, которая непригодна для выработки сыров, поскольку ограничивается ее использование в сычужном свертывании.
Дальнейшим этапом было исследование по режимам хранения сырого молока во время резервирования, пока оно не поступило в производство. Главные факторы хранения – режим температуры и длительность. Бактериальная обсемененность играет первостепенную роль, обусловливая изменения основных частей молока. Молочный жир может подвергаться изменению активными психротрофными микророрганизмами при низких температурах хранения (липолиз) [10, 12, 16–18]. В молоке Джерсейской породы крупные жировые шарики до 10 мкм, обусловливающие оттенок молока желтого цвета, исследовали возможные модификации во время хранения. Установлена зависимость липолитической активности сырого молока от количественного содержания патогенных микроорганизмов.
В таблице 1 показаны результаты липолитических свойств молока коров Джерсейской породы при различных режимах хранения. Установлено, что резервирование молока сопровождается приумножением свободных жирных кислот (СЖК), и скорость биохимических реакций определяется начальным количеством микроорганизмов порчи.
Таблица 1
Липолитические свойства молока коров Джерсейской породы
Lipolytic properties of Jersey cows' milk
|
Режим хранения |
Сортность молока |
КМАФАнМ, КОЕ/см3 |
Проба на редуктазу, класс |
Свободные жирные кислоты, мг/100 см3 |
|
4 °С, 24 ч |
Первый класс |
1 ∙ 103 |
1 |
13,7 |
|
10 °С, 24 ч |
Первый класс |
2,6 ∙ 103 |
1 |
14,6 |
|
16 °С, 24 ч |
Первый класс |
4,1 ∙ 103 |
1 |
15,8 |
Низкие температуры хранения (4 °С) сырого молока бактериально чистого (КМАФАнМ 1 ∙ 103 КОЕ/см3) обусловливают самые низкие значения накопления свободных жирных кислот (СЖК) (13,7 мг/100 см3). Повышение температур хранения до 10 и 16 °С приводило к большей степени липолиза сырого молока при тенденции к росту СЖК до 14,6 и 15,8 мг/100 см3.
Отсюда следует, что длительное хранение молока первого класса, высокого по качеству может привести к снижению классности молока, поскольку имеет определенную степень липолитической активности. При указанных значе- ниях свободных жирных кислот ощутимых, значительных изменений вкуса, аромата молока коров Джерсейского типа не последовало. Критерием для появления «липолизированного привкуса» считается концентрация свободных жирных кислот более 42 мг/100 см3 . Поэтому сроки хранения сырого молока, регламентированных температурой значениями 2–4 °С, можно продлить с учетом интенсивности липолитических процессов до 2 сут.
Таким образом, в молоке Джерсейской породы не выявлена выраженная липолитическая активность. Видимо, интенсификация липолиза возможна при механической обработке (гомогенизации) и с участием липолитических ферментов.
Изучали степень липолиза молока от возможных соматических клеток. Количество соматических клеток составило (1,95–2,5) ∙ 105 ед/Пм3 и характеризовало молоко как полноценное и полученное от здоровых коров. На рисунке 1 показано влияние соматических клеток на липолитическую активность сырого молока.
Исследовали воздействие режимов пастеризации на активность ферментативных липолитических процессов в молоке (табл. 2).
Рис. 1. Влияние соматических клеток на липолитическую активность сырого молока
Effect of somatic cells on the lipolytic activity of raw milk
Таблица 2
Влияние тепловой обработки на динамику липолиза в молоке
The effect of heat treatment on the dynamics of lipolysis in milk
|
Заготовляемое молоко |
Сумма свободных жирных кислот, мгэкв/100 см3 |
Массовая доля летучих жирных кислот, мг/100 см3 молока |
|
|
Уксусная |
Масляная |
||
|
Молоко сырое |
68,6±2,3 |
7,1±0,5 |
0,32±0,1 |
|
Молоко пастеризованное, (72 °С, 15 с) |
60,4±2,5 |
6,4±0,5 |
0,39±0,1 |
Результаты исследования позволили установить оптимальные температурные режимы подготовки молока на начальных этапах получения сыров. Отмечена инактивация нативной липазы, что говорило о накоплении СЖК. Так, нагревание молока показывало более низкие значения свободных жирных кислот (60,4 мгэкв/100 см3) по сравнению с количеством в сыром молоке (68,6 мгэкв/100 см3). Таким образом, в пастеризованном молоке следует восполнять липазную активность путем использования активных липолитических ферментов. Концентрация молочного жира, его степень расщепления до мелких частиц предопределяет величину и скорость липолитических процессов.
Большая свободная поверхность, занятая жировой фазой, предполагает повышение глубины липолиза молочного жира. Образованию большого количества мелких жировых частиц для роста липолитических процессов способствуют скоростные режимы в гомогенизаторах, воздействуя на жировую эмульсию молока.
Крупные жировые шарики d = 8–10 мкм в основном составляют жировую эмульсию молока коров Джерсейской породы. Проведены исследования по установлению взаимосвязи активности липолиза в сырах после воздействия высоких скоростей потока молока на структуру молока (рис. 2).
Анализ рисунка 2 показывает более интенсивный липолиз в сырах из гомогенизированного молока, чем в контрольном образце (без гомогенизации). Увеличение количества свободных жирных кислот в экспериментальных образцах сыров улучшит органолептические свойства. В то же время излишний липолиз в готовом продукте влияет на появление дефектов вкуса и запаха в случае роста количества свободных жирных кислот свыше 42 мкэкв/кг сыра, что определяется качеством сырого молока, его бактериальной чистотой. На рисунке 2 представлены результаты, отражающие высокую активность ферментов липолитического действия во время созревания сыров из молока, прошедшего механическую и тепловую обработку. Следовательно, для активизации ферментов липазы, действие которых формирует индивидуальные характеристики и свойства сыров, следует молоко Джерсейской породы подвергать тепловой обработке (при 72 °С, 15 с) и гомогенизации.
Рис. 2. Влияние обработки молока коров Джерсейской породы на липолитические процессы в сырах: 1 – молоко гомогенизированное; 2 – молоко после тепловой и механической обработки;
3 – сырое молоко без обработки
Результатами исследований установлено, что хранение молока сопровождается приростом свободных жирных кислот (СЖК), темп определяется исходной бактериальной обсемененностью сырого молока.
Анализ данных исследования выявил, что молоко коров Джерсейской породы обладает высокими качественными показателями, превышающими нормативные требования количественного числа жира и белка, является благоприятным в бактериальном отношении и получено от здоровых коров, уровни содержания микроорганизмов, соматических клеток значительно ниже значений, которые соответствуют требованиям ГОСТ. Количество жира на уровне от 5,18 % осенью и до 6,38 % летом, белка – от 3,43 % осенью и до 3,62 % в весенне-летний период года, СОМО – от 9,33 до 9,66 % в каждый период года. Максимальные значения этих показателей были зафиксированы летом, в период «большого молока».
Анализ данных показывает наилучшие показатели по химическому составу, количеству жира и белка, что делает молоко данной породы особенно ценным для сыроделия. Высокое отношение жира к белку – от 1,51 осенью и до 1,762 летом указывает на качественный состав коровьего молока, оптимальный баланс составных частей определяет быструю коагуляцию казеина молока и эффективность переработки сырья на сыр. На протяжении года заготовляемое молоко имело значения кислотности на уровне 17,0 °Т, что является хорошей средой для развития молочнокислых бактерий и последующих биохимических процессов для получения сырного зерна, сырной массы и окончательного продукта – сыра.
Для проявления биохимических процессов важен температурный фактор в хранении, повышение которой от 10 до 16 °С приводило к активизации фермента липазы в сыром молоке с формированием новых фракций свободных жирных кислот, количественно это выражалось в увеличении от 14,6 до 15,8 мг/100 см3 кислот. При указанных режимах органолептических изменений коровьего молока от Джерсейской породы не последовало. Критерием для появления «липолизированного привкуса» считается концентрация свободных жирных кислот выше 42 мг/100 см3. Проведенный анализ показал количество соматических клеток, численность которых была (1,95–2,5) ∙ 105 ед/Пм3, и характеризовал молоко как полноценное и полученное от здоровых коров без признаков «спонтанного» липолиза.
Отмечали высокую степень липолиза за весь цикл выдержки сыров, выработанных на основе молока, прошедшего механическую и тепловую подготовку. Для формирования специфических свойств сыров типа Гауда следует активизировать липолитические процессы организацией тепловой и механической обработки коровьего молока Джерсейской породы.
Заключение. Проведено исследование коровьего молока Джерсейской породы, сделан анализ на сыропригодность. Исследовали и установили особенности количественной концентрации жира, казеина, режимные параметры обработки сырого коровьего молока Джерсейской породы. Величина содержания микроорганизмов, соматических клеток значительно ниже нормативных значений по ГОСТ. Показаны результаты липолитических свойств коровьего молока Джерсейской породы при разных условиях хранения. Установлено, что любое резервирование молока сопровождается приростом свободных жирных кислот (СЖК) и скорость реакций определяется исходным количеством бактерий. Исследуемое молоко не обладает выраженной липолитической активностью, учитывая этот факт продолжительность резервирования сырого молока до переработки рекомендуется проводить при режиме 2–4 °С на протяжении 2 сут. Полученные значения свободных жирных кислот в молоке джерсейской породы подтвердили факт неизменных органолептических свойств.
Установили факт зависимости роста степени липолиза в молоке от увеличения численности соматических клеток. Для снижения вероятного изменения качества сырого молока, вызванного липолизом, следует организовать уход за коровами данной породы и получать надои молока от здоровых животных без признаков маститного. Определили в коровьем молоке Джейсерской породы слабую вероятность к спонтанному липолизу. Установлены данные по влиянию режимов пастеризации на липолитические процессы в молоке. В пастеризованном молоке сумма свободных жирных кислот была ниже (60,4 мгэкв/100 см3), чем в сыром молоке (68,6 мгэкв/100 см3), определяя инактивацию нативной липазы молока. Механическая обработка молока (гомогенизация) способствует раздроблению жировой эмульсии и образованию мелких жировых частиц, подверженных действию липаз с созданием большего числа свободных жирных кислот, что обусловливает лучшие свойства конечного продукта.
Поэтому молоко от коров Джерсийской породы является перспективным и эффективным для переработки на сыры и получения высококачественной продукции. Отсутствие антибиотиков, патогенных микроорганизмов, соматических клеток и низкое содержание токсичных элементов свидетельствуют о безопасности молока для потребления и его пригодности для переработки на сыр.
1. Свириденко Г.М., Остроухова И.Л., Остроухов Д.В. Степень зрелости молока как показатель его сыропригодности // Сыроделие и маслоделие. 2025. № 4. С. 12–18. DOI:https://doi.org/10.21603/2073-4018-2025-4-37.
2. Гудков А.В. Сыроделие: технологические, биологические, физико-химические аспекты. М.: ДеЛи Принт, 2003.
3. Свириденко Г.М., Мордвинова В.А. Требования к сырому молоку для сыроделия // Сыроделие и маслоделие. 2015. № 3. С. 12–14.
4. Крупин Е.О., Шакиров Ш.К., Хашимов Р.И. Изменение качественных показателей молока коров в зависимости от скармливания кормовой добавки в различных дозах // Аграрная наука. 2024. Т. 1, № 8. С. 61–66. DOI:https://doi.org/10.32634/0869-8155-2024-385-8-61-66.
5. Харитонов Е.Л. Оценка лимитирующих молокопродукцию факторов в первую фазу лактации // Молочное и мясное скотоводство. 2024. № 6. С. 32–36. DOI:https://doi.org/10.33943/MMS.2024.61.80.006.
6. Sandra S. Effect of soluble calcium on the renneting properties of casein micelles as measured by rheology and diffusing wave spectroscop // Journal of Dairy Science. 2012. Vol. 95 (1). Р. 75–82. DOI:https://doi.org/10.3168/jds.2011-4713.
7. Maciel G.M. Dairy processing and cold storage affect the milk coagulation properties in relation to cheese production // Dairy Science and Technology. 2015. Vol. 95, N 1. Р. 101–114. DOI:https://doi.org/10.1007/s13594-014-0202-5.
8. Витушкина М.А. Сыропригодность молока при производстве сыров // Вестник науки. 2020. Т. 5, № 8. 5963 EDN: https://elibrary.ru/SSNNVZ.
9. Гусаров И.В. Качество сырого молока: опыт высокотехнологичного производства в Вологодской области // Сыроделие и маслоделие. 2025. № 4. С. 5–10. DOI:https://doi.org/10.21603/2073-4018-2025-4-36.
10. МакСуини П. Л. Сыр. Научные основы и технологии. Том 1: Научные основы сыроделия. СПб.: Профессия, 2019.
11. Свириденко Г.М. Причины органолептических и технологических пороков молока-сырья // Молочная промышленность. 2025. № 1. С. 15–17. DOI:https://doi.org/10.21603/1019-8946-2025-1-26; EDN: https://elibrary.ru/OFLLQZ.
12. Доденко О.В. Влияние соматических клеток на липолитическую активность и качественные показатели сырого коровьего молока // Известия Алтайского государственного университета, 2013. № 3 (79). С. 61–65.
13. Давыдова Е.А. Изучение возможности применения липолитических ферментов при производстве твёрдых сыров с высокой температурой второго нагревания // Агропанорама. 2011. № 6. С. 32–34.
14. Витушкина М.А., Дулепова М.А. Сыропригодность молока при производстве сыров // Вестник науки. 2020. № 1. С. 58–62.
15. Горбунова Ю.А., Оверченко А.С. Сыропригодность молока и методы ее повышения // Техника и технология пищевых производств. 2014. № 3. С. 4–9.
16. Коваль А.Д., Белов А.Н., Гришкова А.В., и др. Разработка новых технологий: роль липолитических ферментов в созревании твердого сыра с высокой температурой второго нагревания // Сыроделие и маслоделие. 2020. № 5. С. 6–8.
17. Daigle A., Simpson M.V., Graziano N., et al. Application of lipolytic enzymes in dairy products: a review // Journal of Food Biochemistry. 2017. Vol. 41, N 2. P. 12345.
18. Govindasamy-Lucey S., Lin T., Jaeggi J.J., et al. Influence of lower-fat milks and homogenization on functional properties of pizza cheese // Journal of Dairy Science. 2009. Vol. 92, N 10. P. 4830–4840.
